PowerFLOW-新一代著名汽车CFD软件。

Tel:[phone]Fax:[e-mail]新一代的CFD工具Tel:[phone]Fax:[e-mail]关于EXA公司美国Exa公司，成立于1991年，公司总部位于美国柏林顿，麻萨诸塞州。目前在斯图加特、慕尼黑、巴黎、伦敦、底特律、波士顿和东京、首尔、上海、北京等地设有技术中心。开拓并支持一系列的CAE，CFD仿真软件工具包括PowerFLOW®,PowerCLAY®,PowerWRAP™,PowerCASE™,PowerPREP™，PowerCOOL™，PowerTHERM™，PowerVIZ®，PowerSPECTRUM®,PowerEXPORT™等,并提供专业化的技术顾问服务。Exa的产品及服务帮助工程师们建立有竞争力的设计，缩短产品设计周期并加快产品上市的时间。PowerFLOW®是美国EXA公司基于LBM（格子-波尔兹曼方法）开发的CFD求解器。LBM相对于FVM（有限体积法）的先进性使PowerFLOW®具有无需简化复杂的CAD模型、全自动生成笛卡尔网格、非定常模拟、几乎线性的并行效率、精确度极高等优点。另外它还具有在初始结构上增加并减少部件方便地进行参数化研究、利用同一个模型可以进行空气动力学、气动声学和热管理等多学科模拟等独特优势。对CAD无需做任何修改和简化、网格自动生成、专业化的咨询服务团队服务使得PowerFLOW®变得非常易于使用，让企业使用CFD软件的门槛降到最低。这使PowerFLOW®已经成为全球顶尖地面交通工具公司在气动、噪声及热管理等方面数值模拟的首选软件。它能为空气动力学优化提供一个真实的数字风洞求解，在全球占有统治地位。PowerFLOW进行内外空气动力学模拟的独特优势已经使得Exa成为该领域的领先者。由于EXA的旗舰产品PowerFLOW®采用了独一无二的技术算法，各大著名的地面交通工具制造商奥迪、宝马、大众、戴姆勒克莱斯勒、福特、日产、丰田、现代、雷诺、菲亚特、标志、保时捷、肯沃斯、曼、彼得比尔特、斯堪尼亚、沃尔沃卡车、阿尔斯通、西门子、庞巴迪、川崎重工等都选用PowerFLOW®作为最主流的流体计算工具。PowerFlow为这些厂商基本替代了绝大部分价格昂贵的风洞试验和散热、噪声试验。如今，EXA公司的销售额每年仍然在以超过40%的高速递增。Tel:[phone]Fax:[e-mail]空气动力学PowerFLOW的主要特点求解快速、完全的几何细节和瞬态分析–已经使得流体力学模拟成为一种真正可用于生产设计的工具，改变了空气动力学开发的方式。处理真实的模型，使设计迭代更容易…无需对几何进行简化或理想化！这大大减少了建立模拟模型所需要的时间，用户可能花费一个月的时间去对一个整车模型进行简化和画网格，这使得针对整车的快速设计及优化变得举步维艰。保留了所有的几何细节同时也成为PowerFLOW进行空气动力学研究的另一个主要优势，因为小的几何细节常常会对汽车的空气动力学特性产生重要的影响。另外，Exa的独特变形工具——PowerCLAY，允许您在原始模拟模型的基础上进行快速高质量的几何修改，因此允许通过实验设计和其它优化技术对设计空间进行彻底的调查研究，并确定汽车的优化形状。数字风洞™PowerFLOW包括一个全尺寸数字风洞–可以显著减少模拟设置所需要的时间。在汽车开发过程的初期，在概念和设计选择期间，许多Exa的客户都已经完全使用PowerFLOW的数字风洞开发来代替传统缩比例模型的风洞实验开发。数字风洞也能进行完全的道路模拟，例如带有旋转车轮和移动地面的模拟(这是基于PowerFLOW开发的另一个优势，因为一般在缩比例风洞中不能进行这些开发)。该数字过程的一个重要优势是能在开发的初期就使用具有所有细节的模型，包括发动机舱内和车身底部细节，进行各种模拟。在这种方式下，进行空气动力学开发的同时也考虑了冷却气流的要求——而传统的开发过程是在确定了汽车的外形之后再单独考虑冷却气流的要求，这就使得修改困难而且费用高。利用PowerCLAY进行空气动力学设计优化PowerFLOW的数字风洞Tel:[phone]Fax:[e-mail]气动声学PowerFLOW是当今汽车工业用于气动声学模拟强而有力的CFD工具。声学现象被定义为可压缩非定常问题，而PowerFLOW基于格子-玻尔兹曼方法，本身就是可压缩非定常的。这允许PowerFLOW捕捉所有与汽车气动声学相关的关键流动现象。事实上，PowerFLOW不仅能够捕捉流体力学和声压波动，而且能够捕捉这些影响之间的耦合，这使得PowerFLOW成为该领域的一个独特工具。我们的客户使用PowerFLOW模拟各种各样的气动声学现象，包括：风噪声：车身表面的流体力学和声压波动。振动：由于天窗和侧窗打开而产生的低频蜂鸣声。风噪声问题一直是汽车客户满意度调查中抱怨最多的问题。随着现代汽车中其它噪声源，例如发动机噪声和滚动噪声的不断降低，风噪声问题的重要性愈加突出。我们的客户可以使用PowerFLOW在车型开发初期探测到令人讨厌的风噪声声源，并改善它们。以前如果在风洞中进行这些实验将需要花费很长的时间。由于天窗和侧窗打开而产生的低频振动噪声是最令人苦恼的气动声学现象，出现在许多车的特定车速下。在天窗前缘或者侧窗开口处的周期性气流分离而导致的压力波动共振耦合后将会产生振动噪声。要用模拟工具捕捉这种现象，就必须要求流体力学和气动声学之间互相耦合——这正是PowerFLOW的强项之一。对后视镜风噪声的研究模型A(左)是初始模拟；模型B（右）是调整改进之后的模拟。Tel:[phone]Fax:[e-mail]热管理PowerFLOW的热管理能力：扩展了温度范围：所有的热力学计算都被完全耦合到PowerFLOW中的动量计算中，例如密度和温度以与实际完全一致的方式被耦合。这就使得PowerFLOW能够处理汽车领域中的各种温度范围。PowerCOOL™：使用PowerCOOL可以模拟热交换器的冷却侧，例如散热器或中冷器。PowerCOOL模拟能够与PowerFLOW模拟完全集成、紧密耦合。PowerTHERM处理辐射和传导。在一个完全集成、紧密耦合的方式下进行PowerTHERM模拟——保证使用方便，精度高。使用这些扩展功能，PowerFLOW能够查出并分析影响汽车热力学性能的关键流动情况——格栅开口太小不能提供足够的冷却气流，冷却剂温度超过了工作极限或者部件的温度高于使用材料的允许值。一旦发现这些问题，立刻模拟补救措施——用PowerCLAY创建一个更大的格栅开口，在PowerCASE中通过改变单个的位置参数将风扇移动到别的位置，或者增加或者移走一个隔热板，只需点击几下鼠标即可。中央对称面上的气流温度变化局部热传递系数变化Tel:[phone]Fax:[e-mail]一个模型一套软件在当今的交通工具仿真开发过程中，通常都不能充分回答多学科问题——例如，格栅开口增大是如何影响阻力和升力的？或者前端附加扰流板是如何影响顶箱的温度的？现在我们能在开发初期同时回答这些问题，避免在开发后期进行昂贵的重新设计。Exa已经多次证明了，与我们的客户合作可以使所有涉及的工业产品更出色。十年前，我们仅提供外部空气动力学模拟的求解，但是很快，我们以及我们的客户都发现，这么多的模拟结果都取决于许多因素。当公司将一个模型的所有模拟数据收集起来，并合作进行工程决策，则会诞生最好的产品——我们知道这一点，因为我们看见我们的客户每天都在这么做。今天，Exa提供了广泛的求解，不仅包括空气动力学，而且包括热管理和气动声学。拥有一套软件，可以模拟和生成多方面的数据，这是部门之间相互合作进行工程模拟和设计优化的关键。有了这个共同的目标，Exa就有一个使命，为我们的客户提供TotalANALYSIS。将软件和求解无缝融入到真实的环境中…。TotalANALYSIS目标：在开发过程的几乎所有阶段，为设计师和工程师提供模拟结果为所有需要的领域提供定制的软件求解….而非改型的求解提高所有部门之间对结果的工程通信和合作验证几乎所有模拟领域的物体特性进一步改进和扩展Exa所支持的产品包，使模拟设置更快速，使资源利用最大化提供一套可靠的产品求解器，能够处理大多数的需求，淘汰昂贵的多个软件包和昂贵的年许可费某皮卡车的外流场分析侧风下气动噪声分析主要特点高速的流体计算功能做整车的CAD流体分析时间小于5天；优化时间小于1天。无需简化的CAD模型考虑完全的外部特征、底盘特征和内部特征；所有设计细节完全考虑在内。准确的计算精度与风洞试验曲线的完全吻合。Tel:[phone]Fax:[e-mail]同一个模型可用于多学科的优化利用同一个模型可进行空气动力学优化、气动噪声优化、散热分析优化。可进行参数化研究在初始结构上增加并减少部件方便地进行参数化研究全自动生成笛卡尔网格全自动网格生成节省时间和费用非定常模拟真实的瞬态模拟特性能改善功能设计。多处理器的性能呈线性增加多处理器机器的性能与单处理器的相比，呈线性增加，可达上百倍。易于使用PowerFLOW的使用者无需对CAD及CAE网格划分有高深的理解，且除了软件销售和安装之外，Exa全球的工程咨询服务机构会为企业提供全面的咨询服务。数值稳定性好求解结果不依赖于几何及网格的优劣，不管几何多么复杂，PowerFLOW都能提供可信的结果。兼容性好带有CAD通用接口，能够跨平台使用，PowerFLOW可以用于现有的工程学环境。主要应用：-汽车：气动阻力外形设计及优化、气动噪声和整车散热、发动机散热、除霜、刹车冷却；-高速铁道机车：气动阻力外形设计及优化、气动噪声和整车散热、发动机散热、刹车冷却；-建筑设计：虚拟风洞试验；-船舶武器设计：水下武器阻力外形设计及优化、水动噪声计算。应用案例轿车应用实例缩短投放市场的时间并降低开发成本，同时增加市场份额已经成为当今汽车界领军者成功的关键。供应商和原始设备制造商都正在将Exa公司的软件应用包作为他们进行整车设计开发过程的一部分，从概念和量产车的外部空气动力学模拟到传动系、气候控制和其它部件的流体动力学分析。由于Exa的PowerFLOW模拟精确，结果是瞬态的，而且能够使用带有所有细节的模型，因此全球95%以上的汽车制造商都指望Exa的软件模拟包进行工程模拟。Tel:[phone]Fax:[e-mail]两辆宝马车的外部空气动力学模拟的动画展示了尾流结构的瞬态变化。日产Azeal车的外部空气动力学流态显示侧视图路虎LR3车身底部的表面温度使用PowerSPECTRUM进行气动噪声研究Tel:[phone]Fax