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Altair nanoFluidX 是一個基于粒子法(SPH)的流體動力學仿真工具，用于預測在復雜幾何體中有復雜機械運動的流動。nanoFluidX 可以用于預測有旋轉軸和齒輪的傳動系統潤滑并分析系統每個部件的力和力矩，支持使用 GPU 技術能夠對真實的幾何形狀進行高性能仿真。

產品亮點

• 基于粒子法(SPH)的流體動力學仿真

• 無網格算法模擬復雜流動

• 顯卡 GPU 運算帶來的優(yōu)越加速性能

• 很好的適用于復雜的傳動系統應用，包括齒輪箱、曲軸機構等

優(yōu)勢

nanoFluidX 基于弱壓縮 SPH 方法并包含許多獨有的功能，可提高計算精確性，這使其成為市場上基于粒子的獨特解決方案。

經過創(chuàng)建，該求解器可以用于圖形處理器(GPU)處理,使得其計算運算十分迅速。它可以用于預測具有旋轉軸/齒輪的動力系統的上油，分析各軸或部件上的力以及扭矩，還可以預測具有瞬態(tài)運動的罐中液體的晃動。

對于典型的齒輪系的應用，代碼與傳統的有限體積相比快一個數量級，而且可以簡化幾何處理。

應用

nanoFluidX 代碼的基于粒子的特性允許高效的模擬過程中具有高變形的流動。例如晃動、劇烈的多相流，或者通過復雜幾何形狀的快速流動。其特性使其成為不同行業(yè)中的理想選擇，其中包括:

一般自由表面流動模擬

模擬動力總成系統中的油晃動，開放環(huán)境中的自由流動流體，高加速度下的開放式或封閉式油箱以及類似現象。

高密度比的多相流

采用 SPH 方法的 nanoFluidx十分易于處理高密度比的多相流(例如水-空氣)，并不需要增加額外的計算工作量。流體界面是 SPH 方法自然得到的副產品，并不需要增加額外的計算工作量。流體界面是 SPH 方法自然得到的副產品，并不需要額外的分界面重構算法，因此節(jié)約了計算時間。

傳動系統旋轉齒輪、曲軸和連桿

nanoFluidx 有針對預設的不同類型運動的應用選項，因此仿真旋轉齒輪、曲軸、連桿變得十分容易，并能通過仿真估算固體單元由于和周圍流體交互的受力和力矩。

汽車和航空航天工業(yè)中的箱晃動測算水箱或者車輛由于大加速度導致的流體晃動力，例如剎車或者車道變更。

整車涉水

評估車輛在進入一定深度水坑歷程中的泄露，沖擊力和水浸風險。整車模型無須簡化，但包括完整的機艙，格柵和底盤部件細節(jié)，可以完整模擬車輛下坡進入，和上坡離開水坑的完整歷程。

油冷電機和齒輪箱溫度仿真

噴淋或甩油冷卻本質上是氣液兩相流現象，和傳熱現象有著截然不同的特征時間尺度。因此采用耦合方式求解nanoFluidX 將 SPH 的流場結果插值到網格模型上或輸出點云數據，再利用通用流體求解器 Altair AcuSolve?m 進行熱分析，*終得到電機或齒輪箱的穩(wěn)態(tài)溫度場。

功能

nanoFluidx 具有更快的預處理先進的 GPU 技術、*短的模擬時間以及簡單的后處理。

GPU計算

和更笨重的 CPU 相比較，GPU計算提供了顯著的性能優(yōu)勢和能源節(jié)約。nanoFluidx 是利用該技術的先驅商業(yè)軟件之一，為整個產品的開發(fā)帶來了顯著的提速。

基于標準的有限體積法的 CFD 代碼在處理復雜幾何形狀時會遇到巨大的困難，計算往往不能初始化。即使他們這樣做，預處理過程也需要持續(xù)數周并且這種模擬的計算成本將非常的大。

簡單的前處理功能

前處理模塊 SimLab 僅需生成一個封閉的 STL 模型，即可填充粒子。填充方法可以選擇液位高度，液體容積或容器體積的百分比。對于薄壁件，可以選擇在指定曲面的單側生成粒子，從而保留間隙。

剛體運動

支持多種剛體運動規(guī)律:旋轉，平動，行星系運動，和流體力耦合的六自由度剛體運動(如浮標運動)，以及預定義軌跡運動(如雨刮器運動)

染色區(qū)域和流體接觸時間用戶可以在模型中指定一塊虛擬區(qū)域，統計經過的粒子，從而在后處理中顯示其軌跡。也可以統計整個計算過程中固體表面接觸流體的時間，從而為齒輪局部潤滑進行定量評估。

流場定量監(jiān)測

計算結果除了顯示動畫，流線圖片等，也可以監(jiān)測模型中任意位置的流量(監(jiān)測面可以隨固體運動)，流體重心位置，也可統計各個固體受到的動態(tài)載荷(如攪油損失)

硬件要求

AltairCFD 團隊推薦使用NVIDIA RTX 4090,A6000 Ada.L20，L40顯卡，nanoFluidX已經過全面測試。該代碼具備平衡動態(tài)負載，確保**的硬件利用率，可以在多GPU 集群上運行。