基本介紹
- 中文名：Flow-3D
- 設計者：Dr.C.W. Hirt
- 正式推出時間：1985年
- 主要用於：預測自由液面流動
FLOW-3D Software:
Overview
FLOW-3D是高效能的計算仿真工具， 工程師能夠根據自行定義多種物理模型，套用於各種不同的工程領域。藉由精確預測自由液面流動（free-surface flows），FLOW-3D可以協助您在工程領域中改進現有製程。
FLOW-3D 是一套全功能的軟體，不需要額外加購格線生成模組或者事後處理模組。完全整合的圖像式使用者介面讓使用者可以快速的完成仿真專案設定到結果輸出。
格線與幾何 Meshing & Geometry:
．多區塊格線技術，支援嵌入式或者是連線式格線區塊
．Fractional areas/volumes (FAVOR?) 技術，能夠高效率並且精確的定義幾何外型
．自由格線設定
．內建基本幾何產生器
．可讀入多種 CAD 格式圖檔
流動種類選項 Flow Type Options:
管內流, 管外流, 以及自由液面流動模式
．支持 三維, 二維 或一維問題計算
．暫態流動計算
．支持 卡氏坐標系 或 圓柱坐標系
．多種量化數值指定計算
． 叄考坐標軸計算
．兩相流
．熱傳計算（包含相變化）
．飽和及非飽和多孔性材質
流動定義選項 Flow Definition Options:
．一般初始條件
．邊界條件
．對稱
．剛體牆
．連續
．周期
．指定壓力
．指定速度
．流出
．格線重疊
．靜水
．重新啟動選項
．接續仿真計算
．從之前的仿真計算接續重疊計算資料
．新增, 刪除或改變模型叄數
數值模型選項 Numerical Modeling Options:
．Volume-of-Fluid (VOF) method 追蹤流體邊界 --TruVOF
．Fractional areas/volumes (FAVOR?) 高效率的幾何定義
．一階, 二階 以及三階平流advection 計算
．Sharp fluid interface tracking
．隱式解及顯式解計算
．支援 Point, line relaxation 以及 GMRES pressure 求解器
．使用者自定義變數, 副程式以及輸出
．執行程式時之計算疊代工具
流體模型選項 Fluid Modeling Options:
．單一不可壓縮流體 – confined or with free surfaces
．兩種不可壓縮流體 – miscible or with sharp interfaces
．可壓縮流體 – subsonic, transonic, supersonic
．飽和流體
．聲波現象
．不同密度/直徑之質量粒子
熱模型選項Thermal Modeling Options:
．自然對流
．強迫對流
．流體與固體熱傳導
．流體與固體熱傳遞
．熱傳導
．指定熱通量
．指定溫度
．從流體/物件至空間之熱傳遞
．流體或固體內之能量分布/集中
．散軼之熱輻射
．黏滯熱
物理模型選項 Physical Modeling Options:
．沖刷與侵蝕沉積
．空化
．相變化 (液體-氣體, 液體-固體)
．表面張力
．接觸面黏著
．接觸面粗度
．蒸汽與氣泡
．固化與融化(heat-of-transformation table)
．質量/動量/能量 產生設定
．均布之質量/能量產生器
．剪下變化, 密度變化與溫度相依之黏度模型
．觸變黏度
．彈性張力
．電場
．絕緣現象
．電滲透
．靜電粒子
．電驅動力現象
．焦耳加熱
．卷氣
．分子以及紊流擴散
特殊物理模型 Special Physical Models:
．六自由度 一般移動物件 --user specified motion or fully-coupled with rigid body motion
．旋轉物件
．多孔性隔板與物件 (linear and quadratic flow losses)
．碰撞模型
金屬鑄造模型 Metal Casting Models:
．固化/融化 (heat-of-transformation table)
．固化收縮
．固化過程中的二元隔離
．潛熱釋放影響的固化率
．熱循環
．缺陷追蹤
．氣穴模型
．消失模鑄造模型
．半固態材料模型
．砂模濕氣
．柱塞頭移動
．背壓與排氣
．砂芯吹砂
紊流模型 Turbulence Models:
．Prandtl mixing length
．One-equation transport
．Two-equation k-ε transport
．RNG (renormalized group theory)
．Large eddy simulation
多孔性材質模型 Porous Media Models:
．變動孔隙設定
．定向孔隙設定
．一般流體損軼 (linear and quadratic)
．毛細壓力
．不飽和流體
．多孔性材質之熱傳遞
兩相流體與兩種以上材質物件組合模型Two-phase and Two-component Models:
．液體/液體 與 氣體/液體 介面
．兩相流混合
．兩相飄移通量
．氣體-液體 與 液體-氣體 之相變化
．絕熱氣泡
．相變化氣泡
．含不連續粒子之連續流體
．純量運輸
非連續粒子模型 Discrete Particle Models:
．無質量之標示粒子
．可指定尺寸/重量之質量粒子
．一次元與二次元流體-動力拖曳計算
．Monte-Carlo 擴散
．粒子- 流體動量耦合計算
．黏性粒子之抵抗係數
．點或質量粒子產生器
．帶電粒子
．粒子追蹤
淺層流體模型 Shallow Flow Models:
．淺層水模型
．一般淺層
．潤濕和乾燥
．風切
．地表粗度效應
化學模型 Chemistry Models:
．化學速率方程式求解器
．Stationary or advected species
自動化特色 Automatic Features:
．格線與初始條件產生
．精確與穩定計算之時間步距控制
．自動限制流體壓縮性
．由FLOW-3D 控制的收斂與放寬計算
．自動提示以最適化計算
與其他軟體之接口 Options for Coupling with Other Programs:
．一般輸入格式： Stereolithography (STL) files--binary or ASCII
．從ANSYS 或 I'DEAS 轉入之 tetrahedral data
．與 Tecplot , Ensight , and FieldView 之直接資料接續連線埠
．可輸出格式給 PLOT3D-compatible visualization programs
．Neutral file 格式輸出
．客制化計算工具加入
．Topgraphic 資料
資料操作選項 Data Processing Options:
．全自動或客制化產生之圖表
．圖形支援OpenGL-based graphics
．彩色或黑白向量, 等高線圖, 3D 以及粒子圖像輸出
．隨時間變化之變數記錄
．受力與力榘計算
．動畫輸出
．PostScript, JPEG 以及 Bitmap 圖像輸出
．流線輸出
．STL 幾何圖檔檢視
多處理器計算 Multi-Processor Computing:
．計算機叢集系統（MP 版本，需架設於 Linux 系統）
Flow-3D是國際知名流體力學大師Dr.C.W. Hirt 畢生之作，從1985年正式推出後，其CFD解算技術TrueV.O.F.在實務問題的擬真與計算結果的準確度上皆受到使用者的讚譽與嘉許。其特別的FAVOR技巧更是針對自由液面（Free surface）如常見的金屬壓鑄(Metal Casting)與大地水利學等複雜問題提供了更高精度、更高效率的解答。
不僅如此， Flow-3D本身完整的理論基礎與數值結構，，也能滿足個個不同領域中使用者的需要，如微小到柯達公司最高階相片印表機的噴墨頭計算，大到NASA超音速噴嘴與美國海軍艦載輸油系統的設計，近來更針對生醫科技中的電泳進行新模組的開發及驗證。
□ Castiing鑄造
□ Aerospace航天工業
推進運動的控制，是完成一個成功飛行器設計的重要關鍵。 FLOW-3D® 的自由液面（Free Surface）模擬，能夠精確的描述各種物理現象。
□ Coating噴塗
由於尺寸與精度的要求，塗布製程的最佳化是非常困難的。然而，計算機仿真卻可以克服這個問題。 FLOW-3D® 在塗布領域的套用非常廣泛。
□ Welding焊接
□ Consumer Products消費性產品
在日常消費性產品中，自由液面流體的流動套用非常廣泛。一個倒開水的簡單動作，就是一個需要以自由液面流動模擬的案例。
