Cradle CFD 2021是一款功能強(qiáng)大的流體動(dòng)力學(xué)分析軟件。該軟件為用戶帶來(lái)了強(qiáng)大的建模功能，可以無(wú)限接近真實(shí)的模擬多種場(chǎng)景流體運(yùn)動(dòng)方式，近代流體力學(xué)，可以說(shuō)是數(shù)值數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，是一門值得探索的交叉科學(xué)，比較適合一些專業(yè)人士。

【功能特點(diǎn)】

　　一、scFLOW|SC/Tetra

　　具有多物理場(chǎng)和通用功能的新一代CFD軟件

　　scFLOW是下一代CFD工具，它使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格來(lái)精確表示復(fù)雜的幾何圖形。借助可幫助任何級(jí)別用戶生成高質(zhì)量多面網(wǎng)格元素并構(gòu)建復(fù)雜模型的預(yù)處理器，以及可確保更高穩(wěn)定性和速度的求解器，scFLOW能夠解決航空航天和汽車的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，風(fēng)扇，泵和其他旋轉(zhuǎn)設(shè)備的性能，電子設(shè)備，多相現(xiàn)象，船用螺旋槳?dú)馕g和各種問(wèn)題。通過(guò)與MSC軟件Marc，Nastran，Adams和Actran一起進(jìn)行的聯(lián)合仿真和鏈?zhǔn)椒抡?，可以?shí)現(xiàn)更逼真的耦合和流體，結(jié)構(gòu)，聲學(xué)和多體動(dòng)力學(xué)的多學(xué)科分析。

　　1、多面網(wǎng)格化器

　　可以使用以下方法來(lái)表示要分析的模型的形狀：體素方法（以長(zhǎng)方體表示斜面和曲面），切割單元法（可以使用CAD工具創(chuàng)建的模型的形狀為有限元模型方法（用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格定義的任意形狀的模型可以重疊在用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格定義的模型上，以照原樣使用通過(guò)CAD工具創(chuàng)建的形狀）。

　　2、自由表面（穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)）

　　可以模擬氣體和液體之間的界面形狀。通過(guò)VOF方法（新方法：FIRM）進(jìn)行的計(jì)算快速而準(zhǔn)確，并且可以組合使用包括移動(dòng)邊界，覆蓋網(wǎng)格和粒子跟蹤在內(nèi)的功能。因?yàn)榭梢栽诜€(wěn)態(tài)計(jì)算中分析相界面變得穩(wěn)定的現(xiàn)象，所以可以在比以前更短的時(shí)間內(nèi)獲得結(jié)果。

　　3、運(yùn)動(dòng)網(wǎng)格（不連續(xù)網(wǎng)格/重疊網(wǎng)格）

　　不連續(xù)網(wǎng)格功能可在考慮盤式制動(dòng)器中轉(zhuǎn)子和襯塊之間的剪切熱的情況下進(jìn)行分析。該功能還可以分析旋轉(zhuǎn)和平移的組合，例如活塞泵。區(qū)域的自由運(yùn)動(dòng)無(wú)法使用現(xiàn)有功能（例如拉伸或旋轉(zhuǎn)元素）進(jìn)行分析，可以通過(guò)覆蓋網(wǎng)格功能模擬固定和運(yùn)動(dòng)區(qū)域的網(wǎng)格元素重疊。

　　4、6自由度運(yùn)動(dòng)

　　可以分析承受流體力的剛體的被動(dòng)平移和旋轉(zhuǎn)。使用該功能，用戶可以考慮彈簧的彈性（1D平移）來(lái)分析球閥，而考慮6自由度的剛體運(yùn)動(dòng)（3D平移+3D旋轉(zhuǎn)）來(lái)分析紙飛機(jī)。此外，該功能還應(yīng)用于單向閥，風(fēng)力發(fā)電機(jī)和波浪發(fā)電機(jī)葉片的分析

　　5、空化

　　該功能可以模擬稱為空化的汽化現(xiàn)象，該現(xiàn)象在液體壓力低于周圍壓力的區(qū)域引起，例如螺旋槳在水下高速旋轉(zhuǎn)。通過(guò)基于壓力值應(yīng)用空化模型，可以預(yù)測(cè)空化的發(fā)生。該軟件還支持由氣蝕引起的問(wèn)題，例如腐蝕。

　　6、可壓縮流量

　　該軟件可以分析諸如超音速流動(dòng)和體積顯著膨脹/收縮的現(xiàn)象。對(duì)于可壓縮流體，可以使用基于壓力的求解器和基于密度的求解器。基于密度的規(guī)劃求解器即使在高馬赫數(shù)的情況下也可以保持計(jì)算穩(wěn)定。您可以根據(jù)分析目標(biāo)和現(xiàn)象選擇求解器。

　　7、蒸發(fā)/冷凝

　　該軟件的自由表面分析功能（VOF方法）可以模擬氣體和液體之間的相變，例如蒸發(fā)和冷凝。通過(guò)考慮相變，不僅可以計(jì)算簡(jiǎn)單的熱傳導(dǎo)，還可以計(jì)算來(lái)自潛熱的熱傳遞。例如，該方法可以應(yīng)用于諸如熱管的傳熱裝置的內(nèi)部流動(dòng)模擬，在該模擬中，制冷劑液體通過(guò)從外部區(qū)域吸收熱量而變成蒸氣。

　　8、離散元方法（DEM）

　　通過(guò)使用帶有粒子間力（DEM）的粒子跟蹤功能，可以對(duì)流體流過(guò)粒子填充物的現(xiàn)象（例如流化床和粉末輸送）進(jìn)行模擬。

　　9、溫度調(diào)節(jié)模型（JOS）通過(guò)

　　結(jié)合使用溫度調(diào)節(jié)模型（JOS）和流體分析，可以分析在特定熱環(huán)境下人體的表面溫度。它還可以用于分析人體周圍環(huán)境中的溫度和濕度變化。除了諸如溫度和速度之類的人體周圍環(huán)境之外，用戶還可以考慮人體的年齡，衣服和生理現(xiàn)象，諸如通過(guò)血流的熱傳遞。

　　10、LES

　　LES是湍流模型之一。它對(duì)小于網(wǎng)格元素的渦流進(jìn)行建模，并直接計(jì)算其他渦流。盡管計(jì)算量很大，但是LES使仿真更接近真實(shí)現(xiàn)象。LES通常用于噪聲分析中，受時(shí)間變化的影響很大，以模擬小渦流的行為。用戶可以將混合模型與RANS一起使用，這是一種計(jì)算負(fù)荷較小的湍流模型。

　　11、與MSC軟件產(chǎn)品的

　　協(xié)同仿真通過(guò)與MSC Software Marc，Nastran，Adams和Actran一起進(jìn)行協(xié)同仿真和鏈?zhǔn)椒抡妫梢詫?duì)流體，結(jié)構(gòu)，聲學(xué)和多體動(dòng)力學(xué)進(jìn)行更現(xiàn)實(shí)的耦合和多學(xué)科分析。

【內(nèi)置套件】

　　scFLOW 2021

　　scSTREAM & Heat Designer 2021

　　SC/Tetra 2021

　　scPOST 2021

　　CADthru 2021

【使用幫助】

　　一、分析結(jié)果圖

　　1.橫截面上溫度分布的時(shí)間變化

　　分析概要

　　2.分析遵循以下步驟。

　　3.啟動(dòng)scFLOWpre

　　4.啟動(dòng)scFLOWpre。 然后，單擊[打開項(xiàng)目的引用]，然后打開創(chuàng)建的tut01.pph。

　　二、修改分析條件

　　1.將Tutorial01的設(shè)置修改為瞬態(tài)分析的設(shè)置。

　　2.基本設(shè)定

　　3.在導(dǎo)航窗口中單擊[條件]以打開[條件向?qū)對(duì)話框。

　　4.在[條件向?qū)-[基本設(shè)置]-[穩(wěn)定/瞬態(tài)]中選擇[瞬態(tài)分析]。 如下修改[時(shí)間和周期參數(shù)]的設(shè)置：如下修改時(shí)間和周期參數(shù)：

　　上一周期：200

　　類型：時(shí)間步

　　時(shí)間步：0.005 [s]

　　三、初始條件

　　1.在瞬態(tài)分析中，需要初始條件。

　　2.在條件向?qū)е袉螕鬧初始條件]以打開[初始條件]對(duì)話框。 將[整個(gè)區(qū)域]的初始溫度設(shè)置為20℃。

　　四、修改輸出設(shè)置

　　1.進(jìn)行瞬態(tài)分析結(jié)果的輸出設(shè)置。

　　2.修改[字段文件的輸出]-[分析數(shù)據(jù)的輸出設(shè)置]

　　3.根據(jù)瞬態(tài)分析，更改輸出設(shè)置，以使字段文件每20個(gè)周期輸出一次。

　　4.單擊[條件向?qū)-[字段文件的輸出]-[分析數(shù)據(jù)的輸出設(shè)置]，然后修改[分析數(shù)據(jù)的輸出設(shè)置]的項(xiàng)目。

　　5.在[輸出定時(shí)]中選擇[每個(gè)指定的周期]，然后在[周期間隔]中輸入[20]。

　　6.修改[字段文件的輸出]-[部分字段（FPH）文件]

　　7.進(jìn)行部分字段文件的設(shè)置，以在分析過(guò)程中可視化結(jié)果。

　　8.選擇[部分字段文件]，然后單擊“新建”。

　　9.在[周期間隔]中輸入[10]。

　　10.選中[單獨(dú)選擇輸出變量]。

　　11.檢查[溫度]。

　　12.單擊“確定”關(guān)閉對(duì)話框。

　　13.修改文件規(guī)格

　　14.修改要?jiǎng)?chuàng)建的文件的名稱。

　　15.在條件向?qū)е袉螕鬧文件名]。

　　16.在[項(xiàng)目（PPH文件）名稱]中輸入[tut03-1]，然后單擊“應(yīng)用于以下文件名”。

　　17.單擊完成關(guān)閉對(duì)話框

　　五、分析所需的輸出文件。

　　1.在導(dǎo)航窗口中單擊[執(zhí)行]以打開[執(zhí)行]對(duì)話框。

　　2.確保選中[保存分析文件]和[保存項(xiàng)目]。

　　3.單擊確定，然后在顯示的對(duì)話框中單擊執(zhí)行。

　　4.將使用新名稱保存分析所需的工程文件（* .pph），網(wǎng)格文件（* .gph）和分析條件文件（* .sph）。

　　5.輸出文件后，退出預(yù)處理器。

　　6.創(chuàng)建不同時(shí)間步長(zhǎng)的分析文件

　　7.創(chuàng)建具有不同時(shí)間步長(zhǎng)的分析文件。

　　8.創(chuàng)建一個(gè)新文件夾，然后在該文件夾中復(fù)制tut03-1.pph。