Ansys CFD là phần mềm mô phỏng đã được chứng minh và sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực phân tích dòng chảy nhiệt. Phần mềm bao quát phạm vi ứng dụng chuyên nghiệp từ điện hóa học ở quy mô phân tử cho đến phân tích truyền nhiệt trong trường dòng chảy ở quy mô vĩ mô.
Ansys CFD bao gồm phần mềm mô phỏng dòng chảy tổng quát đáng tin cậy nhất hiện nay – Ansys Fluent, có khả năng mô phỏng cho mọi ngành công nghiệp liên quan đến truyền nhiệt, kết hợp cùng các phần mềm chuyên dụng cho phân tích dòng chảy khác. Điều này cho phép người dùng dễ dàng hoàn thành các bài toán phân tích trong nhiều lĩnh vực, bao gồm động cơ, hóa dầu và hàng không vũ trụ.
Ansys CFD cung cấp ba gói sản phẩm, từ cơ bản đến nâng cao:
- CFD-Pro: Cung cấp các chức năng cơ bản của Ansys Fluent cho phân tích truyền nhiệt, phù hợp cho người mới bắt đầu thực hiện các bài toán trạng thái ổn định (steady-state analysis) đơn giản.
- CFD-Premium: Bao gồm đầy đủ chức năng của Fluent và các phần mềm chuyên dụng cho ứng dụng đặc biệt, như Ansys CFX (Mô phỏng các thiết bị quay – rotating machinery) và Ansys Forte (mô phỏng động cơ đốt trong – internal combustion engine).
- CFD-Enterprise: Bao gồm toàn bộ chức năng của Fluent và tất cả các phần mềm trong bộ Ansys CFD, phục vụ cho các ứng dụng chuyên sâu trong từng lĩnh vực.
Phần tiếp theo sẽ giới thiệu chi tiết các module có trong Ansys CFD.
Phần mềm Ansys Fluent bao gồm một bộ sưu tập phong phú các mô hình vật lý, có thể mô phỏng dòng chảy (flow), truyền nhiệt (heat transfer) và phản ứng (reactions) cho các ứng dụng công nghiệp với phạm vi rất rộng: từ luồng khí thoát ra ở cánh máy bay đến quá trình đốt trong lò hơi, từ dòng bong bóng trong tháp chưng cất đến giàn khoan dầu, từ dòng máu trong cơ thể đến quá trình sản xuất bán dẫn, và từ thiết kế phòng sạch đến nhà máy xử lý nước thải – tất cả đều có thể được mô phỏng trong Fluent.
Ngoài ra, Fluent còn bao gồm các mô hình đặc thù cho những bài toán chuyên sâu như quá trình cháy trong động cơ đốt trong, tiếng ồn khí động học (aerodynamic noise), mô phỏng máy quay (rotating machinery), và hệ thống dòng chảy đa pha (multiphase flow system).

Giải pháp mô phỏng quản lý nhiệt pin với Ansys Fluent
Ansys Fluent – Kết quả CFD nhanh chóng và chính xác
Ansys Fluent mang đến kết quả phân tích CFD nhanh và chính xác. Với lưới động linh hoạt (flexible dynamic grid) và khả năng tính toán song song (parallel computing) có khả năng mở rộng vượt trội, Fluent cho phép mô phỏng hiệu quả ngay cả với các mô hình lớn và phức tạp. Phần mềm cũng hỗ trợ hàm tùy chỉnh (custom function), cho phép người dùng xây dựng mô hình mới hoặc mở rộng và tùy biến các mô hình hiện có.
Quá trình thiết lập cấu hình, giải bài toán và hậu xử lý (post-processing) trong Fluent có thể được tạm dừng, kiểm tra kết quả ngay trong quá trình tính toán nhờ công cụ hậu xử lý tích hợp sẵn. Sau khi điều chỉnh cấu hình, người dùng có thể tiếp tục tính toán mà không cần khởi chạy lại toàn bộ bài toán.
Ngoài ra, Ansys CFD-Post có thể đọc các file case và data, so sánh nhiều trường hợp khác nhau và thực hiện các phân tích nâng cao thông qua công cụ hậu xử lý mạnh mẽ, giúp người dùng đánh giá và tối ưu thiết kế một cách toàn diện.
Tính năng sản phẩm
- Phân tích dòng chảy 2D và 3D
- Phân tích truyền nhiệt liên hợp (Conjugate Heat Transfer Analysis)
- Phân tích trạng thái ổn định (steady) và không ổn định (transient)
- Tạo và thiết lập lưới (grid) đầy đủ
- Hỗ trợ nhiều loại solver khác nhau
- Import và export điều kiện biên, bao gồm điều kiện biên thay đổi theo thời gian
- Phân tích dòng chảy nén được và không nén được (compressible/incompressible flow)
- Phân tích nhiễu loạn đầy đủ, bao gồm đẳng hướng, phi đẳng hướng và vùng chuyển tiếp (isotropic, non-isotropic, transition)
- Lưới di động/thích nghi (Mobile/Adaptive Grid)
- Mô phỏng chất lỏng Newtonian và phi Newtonian
- Nhiều mô hình tính toán bức xạ (radiation models)
- Khả năng xử lý các phản ứng hóa học phức tạp (ví dụ quá trình cháy)
- Mô-đun pin lithium và mô hình hỏng hóc nhiệt (thermal failure model)
- Mô hình dòng chảy đa pha toàn diện (multiphase flow)
- Theo dõi hạt (particle tracking)
- Thiết lập vật liệu xốp (porous material setting)
- Phân tích tiếng ồn (noise analysis)
- Hàm tự định nghĩa (user-defined function) cho phép tùy biến linh hoạt
- Ứng dụng MRF (Multiple Reference Frame) cho mô phỏng máy quay (rotating machinery)
- Công cụ Ansys SpaceClaim cho sửa chữa hình học nhanh
- Hệ thống Fluent Meshing tối ưu hóa lưới
- Hỗ trợ HPC – tính toán song song hiệu năng cao
Ansys CFX
Ansys CFX là phần mềm mô phỏng động lực học chất lỏng tiên tiến, được ứng dụng rộng rãi để giải quyết nhiều bài toán dòng chảy trong suốt hơn hai thập kỷ qua. Công nghệ giải bài toán (solver technology) tiên tiến của Ansys CFX là chìa khóa để nhanh chóng và ổn định thu được các kết quả đáng tin cậy và chính xác. Solver song song hiệu năng cao (highly parallel solver) là nền tảng tính toán cho hệ thống các mô hình vật lý phong phú, có thể mô phỏng chính xác các hiện tượng ngẫu nhiên và hiện tượng liên quan đến dòng chảy.
Solver cùng các mô hình vật lý được trình bày thông qua một giao diện hiện đại, trực quan và linh hoạt, có thể cấu hình và tự động hóa thông qua cửa sổ (windows), macro hoặc ngôn ngữ biểu thức mạnh mẽ (expression language).
Bên cạnh các chức năng CFD toàn diện, Ansys CFX còn là công cụ mạnh mẽ cho phân tích máy quay (rotating machinery analysis). Phần mềm cung cấp đầy đủ các thiết lập và công cụ hậu xử lý (post-processing) chuyên biệt cho mô phỏng máy quay, đặc biệt là khả năng tính toán tối ưu hóa quá trình quá độ (transient optimization) của cánh quạt (blades) và phân tích tương tác giữa rotor và stator (rotor-stator interaction).

Tính năng nổi bật của sản phẩm
- Phân tích dòng chảy 2D và 3D
- Phân tích trạng thái ổn định (steady) và không ổn định (transient)
- Tạo và thiết lập lưới (grid) đầy đủ
- Nhiều loại solver cho các ứng dụng khác nhau
- Phân tích dòng chảy nén được và không nén được (compressible/incompressible flow)
- Phân tích đối lưu tự nhiên, dẫn nhiệt và đối lưu nhiệt (natural convection, thermal conduction, thermal convection)
- Phân tích nhiễu loạn đầy đủ, bao gồm đẳng hướng, phi đẳng hướng và vùng chuyển tiếp (isotropic, non-isotropic, transition)
- Lưới di động/thích nghi (mobile/adaptive grid)
- Mô phỏng chất lỏng Newtonian và phi Newtonian
- Công cụ Ansys SpaceClaim để sửa chữa hình học nhanh
- Hỗ trợ tính toán song song hiệu năng cao (HPC high-performance parallel computing)
Giải pháp cho các lĩnh vực chuyên biệt
|
Rotating machinery |
|
|
Ansys Vista TF |
Phân tích cánh quạt 2D được sử dụng để nhanh chóng phân tích và xác định hình dạng cánh quạt tối ưu ngay từ giai đoạn thiết kế ý tưởng ban đầu, giúp tiết kiệm thời gian trước khi thực hiện phân tích mô hình 3D đầy đủ. |
|
Ansys BladeModeler |
Công cụ CAD chuyên biệt cho thiết kế máy quay, giúp rút ngắn đáng kể thời gian xử lý hình học độ cong phức tạp so với các công cụ CAD thông thường. |
|
Ansys TurboGrid |
Công cụ tối ưu hóa lưới cho các cánh quạt của máy quay có biến thiên độ cong lớn. So với các công cụ chia lưới thông thường, TurboGrid xử lý hình học cong hiệu quả và chính xác hơn. |
|
Advanced combustion |
|
|
Ansys Forte |
Phần mềm phân tích quá trình cháy trong động cơ đốt trong. Khi kết hợp với Fluent, phần mềm có thể thực hiện phân tích truyền nhiệt của quá trình đốt cháy. |
|
Ansys Chemkin-Enterprise |
Phần mềm mô phỏng các phản ứng hóa học phức tạp, chủ yếu được dùng để tính toán các quá trình cháy, bao gồm phản ứng hóa học bề mặt khí, lắng đọng hóa học pha hơi (CVD) và tính toán ngọn lửa tầng. |
|
Other applications |
|
|
Ansys Polyflow |
Phần mềm dành cho các ứng dụng sản xuất đặc thù liên quan đến chất lỏng phi Newtonian (như thủy tinh, nhựa, cao su), bao gồm ép đùn, thổi khuôn, ép nhiệt, ép vít (ngoại trừ ép phun nhựa). |
|
Ansys FENSAP-ICE |
Phần mềm mô phỏng và phân tích hiện tượng đóng băng trên máy bay ở điều kiện độ cao và tốc độ lớn, giúp đánh giá ảnh hưởng của băng tuyết đến khí động học và an toàn bay. |
