【文章內(nèi)容簡介】 FEKO具有良好的優(yōu)化設(shè)計能力，基于多種優(yōu)化算法（諸如單純形法、共扼梯度法、準牛頓法等等），可針對增益、隔離、RCS、輻射方向圖、阻抗系數(shù)、反射系數(shù)、近場場值等指標進行優(yōu)化分析，達到分析設(shè)計一體化的目的。FEKO應用領(lǐng)域ANSYS矩量法和混合方法高頻電磁分析模塊FEKO在如下領(lǐng)域得到了廣泛的應用：天線設(shè)計基于其獨特的高頻算法，F(xiàn)EKO廣泛應用于包括線天線、面天線、喇叭天線、反射面天線、相控陣天線、微帶天線等各種天線結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，計算和優(yōu)化各種關(guān)心的天線性能參數(shù)。天線布局飛機、艦船、車輛等載體上的天線在工作狀態(tài)下其輸入阻抗、方向圖等會受到載體的影響，載體的電尺寸通常都比較大，F(xiàn)EKO獨特的MM/PO/UTD混合方法對這樣的電大尺寸問題非常適用，能有效地優(yōu)化載體上天線及天線系統(tǒng)的布局方案，類似的影響還包括地面、水面、天線附近的大型目標等。雷達散射截面（RCS）計算對于大型目標、地面目標等的RCS雷達散射截面（目標識別）計算也通常是電大尺寸問題，同樣，F(xiàn)EKO的混合高頻算法對這類問題也有很好的計算效果。EMC/EMI分析EMC/EMI分析的涵蓋范圍非常廣泛，F(xiàn)EKO適用于系統(tǒng)級的高頻EMC/EMI計算，象前面提到的天線布局分析實際上就可以完成天線系統(tǒng)的EMC計算。 FEKO的很多特有技術(shù)對EMC分析非常有效，比如：有多種方法可以模擬介質(zhì)體和磁性結(jié)構(gòu)、能有效處理真實地面、用多層介質(zhì)函數(shù)可以分析印刷電路板、特別善于處理電大尺寸問題的高頻混合算法、自適應頻率采樣（AFS）技術(shù)特別適合于寬帶EMC分析等等。介質(zhì)體和鐵磁材料FEKO的面等效原理和體等效原理對介質(zhì)體、鐵磁材料體等結(jié)構(gòu)提供有效的計算方式。同時，其在平面多層介質(zhì)、涂敷線、介質(zhì)基片等應用領(lǐng)域也提供相應的處理手段。流體動力學分析 * 流體動力學分析專用軟件CFX：CFX是全球第一個在復雜幾何、網(wǎng)格、求解這三個CFD傳統(tǒng)瓶徑問題上均獲得重大突破的商業(yè)CFD軟件。借助于其獨一無二的，有別于其它CFD軟件的技術(shù)特點，CFX領(lǐng)導著新一代高性能CFD商業(yè)軟件的整體發(fā)展趨勢。* 旋轉(zhuǎn)機械一體化解決方案TASCflow ：CFX推出的專業(yè)旋轉(zhuǎn)機械設(shè)計與分析模塊－TASCflow占據(jù)著90%以上的旋轉(zhuǎn)機械CFD市場份額。與CFXBladeGen和CFXTurboGrid兩個模塊緊密配合，在旋轉(zhuǎn)機械領(lǐng)域向用戶提供從設(shè)計到CFD分析的一體化解決方案。* 飛行器外流分析專用軟件CART3D ：NASA從1995年開始開發(fā)了專門用于飛行器的亞、跨、超音速氣動力設(shè)計和分析的Cart3D軟件。它的最大特點是專業(yè)性強、使用方便、計算速度快、精度高、能自動生成復雜組合體網(wǎng)格并自動完成計算過程、計算結(jié)果可靠。 ANSYS CFX流體動力學分析技術(shù)的開拓者CFX是全球第一個通過ISO9001質(zhì)量認證的大型商業(yè)CFD軟件，是英國AEA Technology 公司為解決其在科技咨詢服務中遇到的工業(yè)實際問題而開發(fā)，誕生在工業(yè)應用背景中的CFX一直將精確的計算結(jié)果、豐富的物理模型、強大的用戶擴展性作為其發(fā)展的基本要求，并以其在這些方面的卓越成就，引領(lǐng)著CFD技術(shù)的不斷發(fā)展。目前，CFX已經(jīng)遍及航空航天、旋轉(zhuǎn)機械、能源、石油化工、機械制造、汽車、生物技術(shù)、水處理、火災安全、冶金、環(huán)保等領(lǐng)域，為其在全球6000多個用戶解決了大量的實際問題?；仡機FX發(fā)展的重要里程，總是伴隨著她對革命性的CFD新技術(shù)的研發(fā)和應用。1995年，CFX收購了旋轉(zhuǎn)機械領(lǐng)域著名的加拿大ASC公司，推出了專業(yè)的旋轉(zhuǎn)機械設(shè)計與分析模塊－CFXTascflow，CFXTascflow一直占據(jù)著90%以上的旋轉(zhuǎn)機械CFD市場份額。同年，CFX成功突破了CFD領(lǐng)域的在算法上的又一大技術(shù)障礙，推出了全隱式多網(wǎng)格耦合算法，該算法以其穩(wěn)健的收斂性能和優(yōu)異的運算速度，成為CFD技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。CFX一直和許多工業(yè)和大型研究項目保持著廣泛的合作，這種合作確保了CFX能夠緊密結(jié)合工業(yè)應用的需要，同時也使得CFX可以及時加入最先進的物理模型和數(shù)值算法。作為CFX的前處理器，ICEM CFD優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)格技術(shù)進一步確保CFX的模擬結(jié)果精確而可靠。2003年，CFX加入了全球最大的CAE仿真軟件ANSYS的大家庭中。我們的用戶將會得到包括從固體力學、流體力學、傳熱學、電學、磁學等在內(nèi)的多物理場及多場耦合整體解決方案。CFX將永遠和我們的用戶伙伴一起，用最先進的技術(shù)手段，不斷揭開我們身邊真實物理世界的神秘面紗。CFX產(chǎn)品特點 CFX是全球第一個在復雜幾何、網(wǎng)格、求解這三個CFD傳統(tǒng)瓶徑問題上均獲得重大突破的商業(yè)CFD軟件。借助于其獨一無二的，有別于其它CFD軟件的技術(shù)特點，CFX領(lǐng)導著新一代高性能CFD商業(yè)軟件的整體發(fā)展趨勢。精確的數(shù)值方法和大多數(shù)CFD軟件不同的是，CFX采用了基于有限元的有限體積法，在保證了有限體積法的守恒特性的基礎(chǔ)上，吸收了有限元法的數(shù)值精確性。 基于有限元的有限體積法，對六面體網(wǎng)格單元采用24點插值，而單純的有限體積法僅采用6點插值。 基于有限元的有限體積法，對四面體網(wǎng)格單元采用60點插值，而單純的有限體積法僅采用4點插值。CFX在湍流模型的應用上，也一直是業(yè)界領(lǐng)先的。除了常用的湍流模型外，CFX最先使用了大渦模擬（LES）和分離渦模擬（DES）等高級湍流模型?？焖俜€(wěn)健的求解技術(shù)CFX是全球第一個發(fā)展和使用全隱式多網(wǎng)格耦合求解技術(shù)的商業(yè)化軟件，這種革命性的求解技術(shù)克服了傳統(tǒng)算法需要“假設(shè)壓力項－求解－修正壓力項”的反復迭代過程，而同時求解動量方程和連續(xù)性方程，加上其采用的多網(wǎng)格技術(shù)，CFX的計算速度和穩(wěn)定性較傳統(tǒng)方法提高了1~2個數(shù)量級，更重要的是，CFX的求解器獲得了對并行計算最有利的幾乎線形的“計算時間網(wǎng)格數(shù)量”求解性能，這使工程技術(shù)人員第一次敢于計算大型工程的真實流動問題。CFX突出的并行功能還表現(xiàn)在它可以網(wǎng)絡上UNIX、LINUX、WINDOWS平臺之間隨意并行。豐富的物理模型CFX的物理模型是建立在世界最大的科技工程企業(yè)AEA Technology 50余年科技工程實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)之上，經(jīng)過近30年的發(fā)展，CFX擁有包括流體流動、傳熱、輻射、多相流、化學反應、燃燒等問題的豐富的通用物理模型；還擁有諸如氣蝕、凝固、沸騰、多孔介質(zhì)、相間傳質(zhì)、非牛頓流、噴霧干燥、動靜干涉、真實氣體等大批復雜現(xiàn)象的實用模型。此外，CFX為用戶提供了從方便易用的表達式語言（CEL）到功能強大的用戶子程序的一系列不同層次的用戶接口程序，允許用戶加入自己的特殊物理模型。旋轉(zhuǎn)機械一體化解決方案在旋轉(zhuǎn)機械領(lǐng)域，CFX向用戶提供從設(shè)計到CFD分析的一體化解決方案。提供了三個旋轉(zhuǎn)機械設(shè)計分析的專用工具：BladeGen、TurboGrid、TASCFlow。BladeGen是交互式渦輪機械葉片設(shè)計工具。用戶通過修改元件庫參數(shù)或完全依靠BladeGen中的工具設(shè)計各種旋轉(zhuǎn)和靜止葉片元件及新型葉片，對各種軸向流和徑向流葉型，從CAD設(shè)計到CFD分析在數(shù)分鐘即可完成。TurboGrid為葉柵通道網(wǎng)格生成工具。她采用了創(chuàng)新性的網(wǎng)格模板技術(shù)，結(jié)合參數(shù)化能力，工程師不僅可以既快捷又簡單地為絕大多數(shù)葉片類型生成高質(zhì)量葉柵通道網(wǎng)格。所需用戶提供的只是葉片數(shù)目、葉片及輪轂和外罩的外形數(shù)據(jù)文件。TASCflow是全球公認最好的旋轉(zhuǎn)機械工程CFD軟件，由于特為旋轉(zhuǎn)機械裁制的完整軟件體系，以及在旋轉(zhuǎn)機械行業(yè)十多年的專業(yè)經(jīng)驗，TASCflow被旋轉(zhuǎn)機械領(lǐng)域90%以上的企業(yè)作為主要的氣動/水動力學分析和設(shè)計工具，其中包括GE，Pratt amp。 Whitney, Rolls Royce，Westing House，ABB，Siemens，CE，Voith Hycho等企業(yè)界巨擎。CFX求解功能總體功能 二維或三維流動旋轉(zhuǎn)坐標系多重參考坐標系定常或非定常流動不可壓或可壓流動浮力驅(qū)動流非牛頓流 Bingham BirdCarreau Cross HerschelBulkley Power Law模型 User Fortran 湍流 模型 低雷諾數(shù) 模型 低雷諾數(shù)Wilcox模型 低雷諾數(shù)Menter修正 k?模型 RNG 模型 代數(shù)雷諾應力模型 微分雷諾應力模型 微分雷諾通量模型 SST（Shear Stress Transport）模型 大渦模型 化學反應動力學 多孔介質(zhì) 多組分流體 并行計算 多相流分析 燃燒分析 自由表面 傳熱 粘性加熱 對流 傳導 輻射傳熱 Monte Carlo法 Discrete Transfer法 P1法 SurfacetoSurface法 Gibbs法 流固耦合傳熱 數(shù)值方法 基于有限元的有限體積方法 有限體積法 全隱式的耦合算法 SIMPLE和PISO耦合算法 線性的或二階時間差分 混合差分 迎風格式 高階迎風格式 QUICK格式 CONDIF格式 TVD/MUSCL格式 CCCT格式多相流專題 歐拉多相流 最為一般的歐拉多相流，可包含任意組合、任意數(shù)目的固、液、氣物質(zhì)，允許多種不同類型、多種尺寸的顆粒、液滴和氣泡存在，并且每一相都可由多種組分構(gòu)成，如空氣中的水蒸氣，水中的示蹤劑。數(shù)學上的每一相（不同尺寸范圍的顆粒被CFX視為數(shù)學上不同的相）有單獨的速度、溫度和密度場并通過輸運方程求解場參數(shù)，方程之間用相間質(zhì)量傳輸、動量傳輸和熱量傳輸進行耦合。 所有流動范圍的阻力關(guān)系式： 粘性流，牛頓流，不規(guī)則氣泡流，冠狀流氣泡流的松弛阻力因子虛擬質(zhì)量力壁面潤滑力和提升力局部低溫冷卻的沸騰模型顆粒動力學理論模型湍流耗散和由氣泡引起的湍流相間傳質(zhì)模型 計算連續(xù)相與離散相之間的組分傳遞過程，基于雙膜理論。 均相流自由表面模型 如液面晃動，液體注入，油水混合等問題。采用表面張力模型后可以計算諸如微尺度流體力學，微重力和毛細現(xiàn)象這樣的問題。由于可采用高階MUSCL差分格式和一種表面銳化算法，該模型在液面處的收斂性非常好。 移動網(wǎng)格自由表面模型 按單相流計算自由液面，網(wǎng)格通過移動和變形捕捉液面形狀。該模型可有效減少數(shù)值耗散，在給定的網(wǎng)格數(shù)量下可獲得更為銳化的液面形狀。CFX 多相流專題 拉格朗日多相流CFX用拉格朗日方法跟蹤多個顆?；蛞旱卧诹鲃訁^(qū)域的運動，并考慮顆粒與連續(xù)相之間的質(zhì)量、動量和熱量傳輸，允許連續(xù)相的比熱隨溫度變化并且允許連續(xù)相為非牛頓流體。該模型亦可跟蹤無質(zhì)量顆粒的軌跡。CFX分別為油滴燃燒，煤粉燃燒和噴霧干燥發(fā)展了專用的顆粒輸運模型，在進行輻射計算時可實現(xiàn)顆粒/輻射的雙向耦合。 氣泡流 CFX最新的氣泡流模型采用了新的阻力關(guān)系式，從而可以考慮粘性、Newtonian、氣泡變形和球狀冠的影響。該模型還考慮了高濃度、虛質(zhì)量、壁面力、升力、湍流耗散和氣泡導致的湍動的影響。該模型將特別適合于多相混合器和gaslift反應器。 MUSIG(Multiple Size Group)模型該模型是歐共體ADMIRE項目的研究成果。對于必須了解氣泡直徑分布的問題，MUSIG提供了非常獨特并且有效的方法。該模型采用類似人口平衡的方法，同時考慮氣泡的破碎和融合現(xiàn)象，從而計算各種粒徑氣泡的分布規(guī)律。 沸騰 用最新的過冷沸騰模型，用戶可計算許多有沸騰現(xiàn)象的流動問題，從電廠的蒸汽發(fā)生器到低溫物理和制冷等等。該模型除考慮了bulk condensation外，還將heat partition at walls考慮進convective，quenching and evaporative ponents。 流化床 CFX可計算流化床中的非定常，二維或三維多相流問題。該模型不僅考慮了床層動力學，多種大小密度的顆粒，傳熱，侵蝕和煤粉的揮發(fā)，而且考慮了當顆粒達到最大堆積率時的阻力和顆粒間額外作用力的變化。在最新的版本中，CFX包含了基于顆粒動力學理論的最先進和皮實的流化床模型。 particleladen 流 CFX專為particalladen流發(fā)展了一個代數(shù)滑移模型。在particalladen流中，微小顆?；驓馀莺芸旒催_到其平衡速度。該模型可包括任意數(shù)量的顆粒或氣泡種類，并考慮了不同種類顆粒或氣泡的體積分數(shù)對滑移速度的影響，它比采用一般的連續(xù)/離散多相流模型處理這類問題更有效。 凝固模型主要用于模擬連續(xù)澆鑄過程。模型中考慮了潛熱的瞬態(tài)變化，凝固區(qū)的流動阻力，相變過程中的湍流率減。 CFX獨具特色的前處理 CFX的前處理模塊ICEM CFD是一個高度智能化的、為專業(yè)CFD分析軟件提供高質(zhì)量網(wǎng)格的軟件，她的兩大特色是：先進的網(wǎng)格剖分技術(shù)和一勞永逸的CAD模型處理工具。先進的網(wǎng)格剖分技術(shù) 在CFD計算中，網(wǎng)格技術(shù)是影響求解精度和速度的重要因素之一。CFX的前處理模塊ICEM CFD向用戶提供業(yè)界領(lǐng)先的高質(zhì)量網(wǎng)格技術(shù)，其強大的網(wǎng)格劃分功能可滿足CFD對網(wǎng)格劃分的嚴格要求：邊界層網(wǎng)格自動加密|、流場變化劇烈區(qū)域網(wǎng)格局部加密、網(wǎng)格自適應用于激波捕捉、分離流模擬、高質(zhì)量的全六面體網(wǎng)格提高計算速度和精度、非常復雜空間的四、六面體混合網(wǎng)格等。 獨特的采用映射技術(shù)的六面體網(wǎng)格劃分功能—通過雕塑方法在拓撲空間進行網(wǎng)格劃分，自動映射到物理空間，可在任意形狀的模型中劃分出六面體網(wǎng)格； 映射技術(shù)自動修補幾何表面的裂縫或洞，從而生成光滑的貼體網(wǎng)格； 采用O形（內(nèi)、外