Simerics-MP/MP+软件介绍（二）软件功能特点

1 . 完备的流动传热求解功能

        Simerics-MP求解器利用RANS有限体积方法求解包括可压流/不可压流、层流/湍流、内流/外流、稳态/瞬态、空化/气蚀、多相流（VOF、颗粒流）、多孔介质等在内的各种流动问题，可求解从蠕动流至超声速流问题，同样也可求解非牛顿流体以及真实气体等可变属性的流体问题。Simerics-MP采用非牛顿流体模型可模拟流体由稠到稀的过程，并直接读取应力-应变试验数据用于CFD计算

低温非牛顿流滑油流动求解案例

        Simerics-MP还可求解热传导、对流、热辐射、以及流/固材料之间的共轭传热问题，适用于强制对流或自由流自然对流的模拟。Simerics-MP的面对面S2S热辐射模型可以高效求解辐射传热，即使是带有大量辐射面的模型也可快速处理。

散热器的流动、辐射换热求解

2 . 稳健而精确的多相流技术

• 全空化模型

Simerics-MP拥有工业界独一无二的空化（汽蚀）模型，该模型基于A shok.Singhal 和Jiang Yu等人提出的全空化模型。全空化模型是基于两相流的模型思想，用Rayleigh-plesset方程求解气泡变化的动态过程，引入了混合密度的概念，并综合考虑了液体的可压缩性以及蒸汽的蒸发和凝结过程。对于非凝结气，Simerics-MP也提供了不同的子模型供用户选择，如固定气体质量分数、可变气体质量分数等。

Simerics-MP空化模型的特别之处在于对特别困难的问题，在其它软件都失败的情况下，Simerics-MP依然可以收敛。除此之外，该空化模型不但能准确地预测汽蚀对效率的影响，还可以准确地预测汽蚀损害可能发生的位置，当空化效应不可忽略时，这一能力对于许多问题都是很重要的。

• VOF多相流模型

Simerics-MP VOF多相流数值模型技术特点如下：严格遵守质量守恒及不可压缩项的体积守恒，可考虑任意项的可压/不可压特性，可采用隐式或显式时间格式，具有高分辨率的交互面捕捉方法，内置表面张力模型和壁面接触模型。目前Simerics-MP VOF模型已成功应用于汽车涉水、齿轮箱油液润滑、油泵自吸、溢流堰流场仿真、溃坝以及搅拌器内等各个行业流场仿真。结合Simerics-MP的具体应用，Simerics-MP VOF模型具有如下优势：

• 可处理具有复杂结构的模型

• 可考虑微米间隙问题

• 具备多种类型的网格技术，可针对不同模型采用不同方法划分网格

• 先进的移动/华东/变形网格之间的交互面技术（MGI）

• 可应用于多种类型的运动机械和阀门

• 可适用于大范围的动压改变

• 与实验值具有良好的吻合性

• 求解快速，同一模型较同类软件至少快10倍以上

• 具有良好的收敛性和稳定性。

3 . 独特的专有网格技术

        高度自适应的二叉树笛卡尔网格技术：Simerics-MP包括一个自动化的笛卡尔网格生成器，它可以便利的生成CFD求解器可以高效求解的高质量网格。这个网格生成器采用专有的几何等角自适应二元树（geometry Conformal Adaptative Binary-tree）算法，既CAB算法，CAB算法在由封闭表面构成的体域生成迪卡尔网格。在靠近几何边界，CAB自动调整网格来适应几何曲面和几何边界线。为了适应关键性的几何特征，CAB通过不断的分裂网格来自动的调整网格大小，这是利用最小的网格分辨细节特征的最有效方法。

Simerics-MP通用笛卡尔网格技术

        Simerics-MP的通用笛卡尔网格技术特点如下：

        自动、快速的网格生成：用户选择一组封闭表面，点击一个按钮，网格完全自动的生成。对于大多数工程问题，可以在几分钟之内完成网格划分。

        精确的表达原始几何：创建与曲面形状相匹配的网格，可以保证准确表达重要几何特征。CAB也可以自动的增加网格密度来更好的分辨几何特征，用户可以直接设置曲面的网格密度来直接控制网格质量。

        高质量/高效率的网格：CAB通常生成更适合于高精度算法的迪卡尔六面体网格。对于同样的精度水平，与四面体网格相比数量更少。

        能够容忍“烂”几何，无需几何修复：许多CAD曲面并不是完全贴合。它们也许有小缝隙，或者是没有专门缝合在一起。如果几何包含这样的“烂”特征，许多网格生成算法会失败，因此在生成之前，几何必须清理干净。CAB算法在一定程度上可以容忍“烂”几何。对于多数情况，CAB基于“烂”几何可以生成合理的网格，而精度损失是可以忽略的，从而获得有意义的模拟结果。

• Simerics-MP+运动机械模板网格技术：针对不同的运动机械模型，提供了一个模板化的网格生成器，通过一键式的操作专门生成运动机械转子部分的结构网格，如齿轮箱啮合齿轮的结构网格。

• Simerics-MP通用模板网格技术：Simerics-MP内置通用的网格模板技术，可参数化生成棱柱体、六面体、圆柱体等的结构化网格，特别适用于某些特定结构的几何模型网格生成，例如密封间隙的网格生成，在生成方式、操作步骤和网格精度上都更简洁、快速和优良。由此可见，Simerics-MP网格生成方式多样，技术优良，针对不同的结构特征可采用不同的网格生成方法，从而有效地提高网格生成速度、降低网格数量、提高网格质量。

Simerics-MP运动机械网格模板技术    Simerics-MP通用模板网格技术

4 . 高效的同步CFD分析功能

        Simerics-MP可无缝集成在SolidWorks、 Creo等主流CAD环境中，所有设计-仿真-结果-改进设计过程都在CAD环境中完成。针对改进的产品设计，可一键式更新CFD模型，无需重复抽取流体域、网格划分等操作，效率极高。

集成在SolidWorks里的Simerics-MP

5 . 专业的运动机械模板（Simerics-MP+）

        Simerics-MP+具备众多的专业运动机械模板，可快速完成不同运动机械模型设置。模板将运动机械CFD模拟的流程和规范内置到Simerics-MP+软件中，使CFD模拟的设置简单化，同时保证了计算结果的可靠性。模板的主要特点和功能如下：

• 覆盖绝大多数的运动机械，如不同结构类型的泵阀、压缩机、水下推进器以及其他运动机械如滚动轴承等；

• 可通过模板化的操作步骤快速生成各种容积泵、压缩机（如外啮合齿轮/摆线内齿轮/滑片泵等）运动区域的高质量网格，大大降低前处理的技术难度；

• 可指导用户设置不同类型运动机械仿真的动网格、物理模型和边界条件，使CFD仿真流程化、简单化、精确化；

• 可针对不同运动机械仿真的关注点自动设置合理的后处理结果输出。

        Simerics-MP+可以求解比其它商用软件更多类型的运动机械，Simerics-MP+当前包含但不限于以下设计模板：

Simerics-MP+类型众多的泵、阀模板

6 . 高效的整车模拟能力（Simerics-MP+）

        Simerics公司长期服务于北美三大汽车厂商，并融入到客户的研发环节。基于整车研发需求，结合软件先进的物理模型、网格技术，以及整车模拟的应用特点，将整车CFD模拟的流程和规范进行定制封装，形成专业的整车热流分析模板，可精确模拟车辆发动机前舱通风、整车热管理、汽车涉水、整车气动性能等多方面的流动散热问题。功能特点如下：

• 无需繁琐的几何清理，几何模型直接可用；

• 网格生成模板化，一键式网格生成，自动多区块网格加密；

• 模型设置模板化，包括多孔介质，风扇模型设置，边界条件的自动设置等；

• 超快的建模能力，可节约3/4的建模时间；

• 精确的计算结果，多个车型的试验验证。

采用模板一键式划分的机舱网格

7 . 高效的船体水动力模拟能力（Simerics-MP+）

        为更好地协助用户进行船体的设计与分析研究工作，Simerics-MP针对船体设计与水动力分析的应用特点，结合软件内置的物理模型、网格技术、VOF算法和多自由度模型等技术优势，开发了专业的船体水动力流体分析模板。模板可对船体性能设计、摩阻/波阻、有效马力、推进速度/加速度、船体浮沉，以及船舶操纵/适航/推进系统等进行精确模拟并提供有效的性能预测，也可与专业的船型设计软件进行无缝集成，实现从船体设计到性能仿真的一键式操作。功能特点如下：

• 网格生成模板化，一键式网格生成，自动多区块网格加密；

• 模型设置模板化，包括对自由度模型（如俯仰、沉降、回转等）、非惯性坐标系以及动网格的设置等；

• 超快的建模能力， 2mins内完成网格建模， 5mins内完成模型设置。结合船型设计软件（如Orca3D）还可实现一键式设计-仿真流程；

• 稳健而先进的VOF物理模型，气液界面清晰；

• 精确的计算结果，多个船型数据的结果验证。

模板自动多区块网格加密

8 . 高效的求解器

        Simerics-MP求解器是在传统的CFD求解器基础上进行开发和改进，将其最新的数值技术与Simerics-MP专有算法相结合，建立了一个比其它竞争对手更快速、更稳健的数值模拟工具。一般来说，在同等计算条件（网格及硬件）下，Simerics-MP计算速度比同类软件快5倍左右。

        同时Simerics-MP具备8/32/128/256及以上核数的并行版本，并行效率基本随并行核数线性增加，最大限度的使用了计算资源。强大的并行计算功能可协助用户快速进行复杂模型乃至系统级模型的CFD分析工作，如Simerics-MP已完成船带浆水动力分析、曲轴箱通风系统仿真、润滑系统仿真（包含油泵、阀门、管道及其他部件）、冷却系统仿真等，实现了真正意义上的三维系统级仿真，并有效地为客户解决了实际问题。

9 . 可靠的计算结果

Simerics-MP计算结果的可靠性已经得到众多工程实例的验证。

1）经典物理实验验证

Simerics-MP卡门涡街模拟验证

Simerics-MP漩涡蛙跳模拟验证

Simerics-MP自然对流模拟验证

2）流体机械性能预测验证

滑片泵性能预测验证

3）空化预测验证

空化区域预测验证