CFD软件性能比较

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1、转帖]Phoenics、STAR-CD、CFX三种软件的比较[这个贴子最后由周华在2003/09/2005:15pm第4次编辑]Phoenics是英国CHAM公司开发的模拟传热、流动、反应、燃烧过程的通用CFD软件，有30多年的历史。网格系统包括：直角、圆柱、曲面（包括非正交和运动网格，但在其VR环境不可以）、多重网格、精密网格。可以对三维稳态或非稳态的可压缩流或不可压缩流进行模拟，包括非牛顿流、多孔介质中的流动，并且可以考虑粘度、密度、温度变化的影响。在流体模型上面，Phoenics内置了22种适合于各种Re数场合的湍流模型，包括雷诺应力模型、多流体湍流模型和通

2、量模型及k-e模型的各种变异，共计21个湍流模型，8个多相流模型，10多个差分格式。Phoenics的VR（虚拟现实）彩色图形界面菜单系统是这几个CFD软件里前处理最方便的一个，可以直接读入Pro/E建立的模型（需转换成STL格式），使复杂几何体的生成更为方便，在边界条件的定义方面也极为简单，并且网格自动生成，但其缺点则是网格比较单一粗糙，针对复杂曲面或曲率小的地方的网格不能细分，也即是说不能在VR环境里采用贴体网格。另外VR的后处理也不是很好。要进行更高级的分析则要采用命令格式进行，但这在易用性上比其它软件就要差了。另外，Phoenics自带了1000多个例题与

3、验证题，附有完整的可读可改的输入文件。其中就有CHAM公司做的一个PDC钻头的流场分析。Phoenics的开放性很好，提供对软件现有模型进行修改、增加新模型的功能和接口，可以用FORTRAN语言进行二次开发。虽然前面这些著名的CFD都是在英国帝国理工大学发展起来的（Fluent也是现在英国，后来才在美国发展的），但是以Gosman为创始人的STAR-CD与Phoenics是有很大的区别的。STAR-CD的起点就是非结构化网格的求解器，应该说是star-cd最早推出非结构化网格的求解器的，这也不难理解，看一看Gosman的ResearchGroup就知道，Gosma

4、n很早就将在非正交网格和非结构性网格著名的学者请到他在帝国理工的研究小组，特别来自德国大学的，看看文献就知道（在低速流领域，德国学者在非正交网格，非结构化网格方面是走在前列的）。Star-cd公司的罗建扬在国内讲学时，就谈到Spalding当时认为非结构化网格是不能工作的，所以并不推崇非结构化网格，以致Phoenics失去了一次良机，这也造成了Phoenics在很长一段时间内被人认为复杂区域的适应性差。罗自己也认为Spalding是一个好学者，却不是一个好商人。STAR-Cd是SimulationofTurbulentflowinArbitraryRegion的缩

5、写，CD是ComputationalDynamics.Ltd。是基于有限容积法的通用流体计算软件，在网格生成方面，采用非结构化网格，单元体可为六面体，四面体，三角形界面的棱柱，金字塔形的锥体以及六种形状的多面体，还可与CAD、CAE软件接口，如ANSYS，IDEAS，NASTRAN，PATRAN，ICEMCFD，GRIDGEN等，这使STAR-CD在适应复杂区域方面拥有特别的优势。从它的网格单元，就可看出它与其他求解器的一些差别，当然现在大多数商用的求解器都引入了非结构化网格，而STAR－cd在早期的版本中就有了。不过我认为，star-cd求解器虽然网格适应性强，

6、但是它的前处理器做得太差，以致于普通用户，享受不了它的优势；不像fluent有一个对于普通用户来说已经足够强大的，非常易于上手的前处理器GAMBIT，所以大家都愿意学fluent；而STAR-cd的网格优势需要通过第三方软件体现出来，如ICEMCFD生成的网格或者另外购买它的其他网格处理软件，如果你拥有这些软件，你会发现STAR－cd也非常好用。我老板去年在美国汽车城的参观时，人家向他大力推崇STAR-cd,但是将它的前处理痛扁一顿，他们一般采用ICEMCFD做前后处理，star－cd做求解器来进行汽车流场分析，同时STAR－-cd能处理移动网格，用于多级透平的计

7、算，在差分格式方面，纳入了一阶UpWIND，二阶UpWIND，CDS，QUICK以及一阶UPWIND与CDS或QUICK的混合格式，在压力耦合方面采用SIMPLE，PISO以及称为SIMPLO的算法。在湍流模型方面，有k-e，RNGk-e，k-e两层等模型，可计算稳态，非稳态，牛顿，非牛顿流体，多孔介质，亚音速，超音速，多项流等问题。STAR－cd的强项在于汽车工业，汽车发动机内的流动和传热。CFX是由英国AEA公司开发，是一种实用流体工程分析工具，用于模拟流体流动、传热、多相流、化学反应、燃烧问题。其优势在于处理流动物理现象简单而几何形状复杂的问题。适用于直角/

8、柱面/旋转