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Particleworks基于粒子算法的模拟仿真软件
2018-06-28 14:25:51· 来源：CAE集中营
Particleworks 是一款模拟流体运动的领先软件。其先进的基于粒子算法的求解器，可以轻松地对各类工业流体问题进行建模与分析——汽车行业中油箱的晃动及冷却、制药业和塑料行业物料的混合与搅拌等等。
Particleworks 是一款模拟流体运动的领先软件。其先进的基于粒子算法的求解器，可以轻松地对各类工业流体问题进行建模与分析——汽车行业中油箱的晃动及冷却、制药业和塑料行业物料的混合与搅拌等等。
凭借直观的界面、极快的求解器和强大的可视化工具，Particleworks将提供所有用户所需的运动分析工具，来帮助工程师在设计过程中优化产品。
1、认识Particleworks
无网格求解
Particleworks 可以直接导入CAD几何进行计算，相比传统的CFD软件，可以避免繁杂、耗时的网格生成过程。
无需重复复杂的网格生成，可直观进行计算设置
前沿研究
Particleworks采用日本东京大学工程研究院的Seiichi Koshizuka博士（运动颗粒仿真算法MPS开发者、Prometech软件公司创建者）的最新研究成果。从2009年开始，Particleworks在工业领域帮助工程师们完成了众多创新解决方案。如今，Particleworks也在与日本的公司、高校实验室的合作研究中不断引入新的求解能力以进一步完善软件的功能。
飞溅、自由液面流动
Particleworks 通过将流体分解成一系列的离散单元或者粒子来分析其运动，这些粒子可以自由运动。这种方法可以允许用户模拟流体的大变形、聚合、分裂等，以及快速变化流动——无需任何复杂的准备，或预先的网格准备。
Particleworks在移动边界问题的模拟中提供了出色的性能预测，这类问题在传统算法下将是一个十分耗时的求解过程。在处理复杂结构流体仿真（如齿轮、叶轮等）时，Rarticleworks首先将这些几何结构转化成为多边形模型，这样可以简单地应用到运动设置中。
NVIDIA CUDA架构支持
Particleworks 已经通过NVIDIA的认证，软件代码可基于NVIDIA的CUDA架构，在GPU并行计算平台和应用程序模型上获得前所未有的高性能并行计算能力。
加速求解支持当今最新的硬件
Particleworks 采用最新的硬件环境，除了CPU的SSE/AVX指令外，还支持多线程(OpenMP)和多进程(MPI)。
2、产品功能
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仿真流程
物理模型
压力
- 隐式/显式算法
- 压力振荡抑制
- 负压模型
空气阻力
- Particleworks可导入外部CFD程序计算的点数据文件(CVS格式)，如汽车外流场分析。
粘性
- 牛顿/非牛顿流体
- 高粘流体
传热
- Particleworks可分析共轭传热，可以设置流体粘度 - 温度的变化关系，计算摩擦生热。
表面张力
- Particleworks提供两种算法：CSF算法从物体的几何形状计算表面张力，势模型用于物体间界面自由能计算。势模型的一个优点是接触角。用户可以设置不同物态间的接触角，如壁面与流体，流体与流体。在指定吸引力的大小后，用户可以模拟无法混合的多相流运动，如油和水。
刚体
- 可以直接模拟复杂流动与无变形物体或者刚体之间的耦合运动。
边界条件
- 壁面边界
- 进口边界
- 运动/周期边界
湍流
- Particleworks采用混合模型计算湍流流动，混合模型通过混合LES与近壁分辨增强模型来实现。
支持第三方工具
Particleworks允许输入STL或NASTRAN格式的CAD数据。
后处理支持Ensight。
用户可使用基于网格的CFD求解结果（如OpenFOAM)，在Particleworks中来控制流体的运动。
与RecurDyn联合仿真
- 与RecurDyn耦合，可以实现流体与固体动态交互的仿真。RecurDyn可以计算固体的结构性能及机构运动，Particleworks则负责计算流体运动的状态。
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前处理与后处理
Particleworks直观的用户界面可使用户处理整个仿真过程，包括前处理、求解和后处理。无需成为专家来编辑仿真参数或者持续跟踪多个项目。3D视图窗口采用超快、超高质量的OpenGL渲染优化，尤其是针对百万亿级粒子群的大型仿真问题。
可生成自由液面；矢量图、等值线和流线；输出结果至第三方基于网格求解器中；观测粒子群状态；可输出图像与动态视频；CSV格式文件输出等等。
3、成功案例
凭借直观的界面、极快的求解器和强大的可视化工具，Particleworks将提供所有用户所需的运动分析工具，来帮助工程师在设计过程中优化产品。
1、认识Particleworks
无网格求解
Particleworks 可以直接导入CAD几何进行计算，相比传统的CFD软件，可以避免繁杂、耗时的网格生成过程。
无需重复复杂的网格生成，可直观进行计算设置
前沿研究
Particleworks采用日本东京大学工程研究院的Seiichi Koshizuka博士（运动颗粒仿真算法MPS开发者、Prometech软件公司创建者）的最新研究成果。从2009年开始，Particleworks在工业领域帮助工程师们完成了众多创新解决方案。如今，Particleworks也在与日本的公司、高校实验室的合作研究中不断引入新的求解能力以进一步完善软件的功能。
飞溅、自由液面流动
Particleworks 通过将流体分解成一系列的离散单元或者粒子来分析其运动，这些粒子可以自由运动。这种方法可以允许用户模拟流体的大变形、聚合、分裂等，以及快速变化流动——无需任何复杂的准备，或预先的网格准备。
Particleworks在移动边界问题的模拟中提供了出色的性能预测，这类问题在传统算法下将是一个十分耗时的求解过程。在处理复杂结构流体仿真（如齿轮、叶轮等）时，Rarticleworks首先将这些几何结构转化成为多边形模型，这样可以简单地应用到运动设置中。
NVIDIA CUDA架构支持
Particleworks 已经通过NVIDIA的认证，软件代码可基于NVIDIA的CUDA架构，在GPU并行计算平台和应用程序模型上获得前所未有的高性能并行计算能力。
加速求解支持当今最新的硬件
Particleworks 采用最新的硬件环境，除了CPU的SSE/AVX指令外，还支持多线程(OpenMP)和多进程(MPI)。
2、产品功能
仿真流程
物理模型
压力
- 隐式/显式算法
- 压力振荡抑制
- 负压模型
空气阻力
- Particleworks可导入外部CFD程序计算的点数据文件(CVS格式)，如汽车外流场分析。
粘性
- 牛顿/非牛顿流体
- 高粘流体
传热
- Particleworks可分析共轭传热，可以设置流体粘度 - 温度的变化关系，计算摩擦生热。
表面张力
- Particleworks提供两种算法：CSF算法从物体的几何形状计算表面张力，势模型用于物体间界面自由能计算。势模型的一个优点是接触角。用户可以设置不同物态间的接触角，如壁面与流体，流体与流体。在指定吸引力的大小后，用户可以模拟无法混合的多相流运动，如油和水。
刚体
- 可以直接模拟复杂流动与无变形物体或者刚体之间的耦合运动。
边界条件
- 壁面边界
- 进口边界
- 运动/周期边界
湍流
- Particleworks采用混合模型计算湍流流动，混合模型通过混合LES与近壁分辨增强模型来实现。
支持第三方工具
Particleworks允许输入STL或NASTRAN格式的CAD数据。
后处理支持Ensight。
用户可使用基于网格的CFD求解结果（如OpenFOAM)，在Particleworks中来控制流体的运动。
与RecurDyn联合仿真
- 与RecurDyn耦合，可以实现流体与固体动态交互的仿真。RecurDyn可以计算固体的结构性能及机构运动，Particleworks则负责计算流体运动的状态。
前处理与后处理
Particleworks直观的用户界面可使用户处理整个仿真过程，包括前处理、求解和后处理。无需成为专家来编辑仿真参数或者持续跟踪多个项目。3D视图窗口采用超快、超高质量的OpenGL渲染优化，尤其是针对百万亿级粒子群的大型仿真问题。
可生成自由液面；矢量图、等值线和流线；输出结果至第三方基于网格求解器中；观测粒子群状态；可输出图像与动态视频；CSV格式文件输出等等。
3、成功案例
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