Virtual Wind Tunnel

外流場空氣動力學

       Altair Virtual Wind Tunnel 是一款致力於外流場空氣動力學的垂直應用軟體，基於用戶需求，去開發設計的圖形使用者介面，在定義問題和求解設定上更為便捷。每次計算完成後，定制報告的自動生成將確保了設計方案評估的一致性。Altair Virtual Wind Tunnel 可在 Altair Simulation 平台中與 Altair 的其他產品去實現無縫連接。

 

【 產 品 亮 點 】

• 致力於外流場空氣動力學研究
• 精確、穩健和可擴展的計算流體動力學求解器
• 高度流程化的模擬過程
• 自動化的訂製報告生成

關於虛擬風洞( Virtual Wind Tunnel )

       Virtual Wind Tunnel ( VWT )是一項新型的、且用於提高更高效的風洞模擬環境，和用戶體驗的垂直應用科技。歸功於其高度自動化和流程化的模擬過程，以及 LBM 算法求解器 Altair ultraFluidX，VWT 能夠實現物體繞流的高精度瞬態模擬。除了專注在汽車行業所關心的阻力和升力等氣動效能預測外，VWT 還可以應用於建築、自行車和機車的空氣動力特性研究。

       VWT 融合了 Altair Simulation 多種最先進的科技，如設計概念功能，無網格流體求解器，豐富而強大的 CFD 後處理功能，以及直觀的使用者介面。
 

精準、穩健和可擴展的 CFD 求解器

       VWT 的核心技術為 Altair 先進的計算流體動力學求解器— ultraFluidX，因而在求解速度、精確性和穩健性方面，有獨特的優勢。

       ultraFluidX 基於晶格玻爾茲曼( LBM )算法，相比於傳統的 FVM / FEM 方法，數值耗散更低，錢處理流程更簡便。

       得益於 GPU 的硬體加速效能，上億的格子數量讓整車虛擬風洞模擬的模型，可以在單台 GPU 服務器上，一晚就完成計算。

       採用 RANS 方法進行穩態分析，和 DES 方法進行瞬態模擬，均可以得到精確的外流場計算結果。Acusolve 的流固耦合( FSI )功能也集成在 VWT 中，支持外流場中柔性部件的分析，比如氣動擾流板。

       轉動體(如車輪)通過指定一個壁面切向速度，從而在模擬的過程中考慮轉動效應。在汽車應用案例中，換熱器和冷凝器採用多孔介質模型建模，由此考慮這些部件的壓降。模擬中涉及的流體材料可通過密度和黏度來定義，也可類比特定溫度下的水與空氣。
 

草圖和幾何創建工具

       用戶可以從草圖創建，編輯幾何特徵，比如點，線，面，多邊形，橢圓，圓，圓弧，樣條等等，也可以採用拉伸，鏡像，陣列，補丁，布爾，切割等工具創建，以及編輯實體幾何，因此可以快速地去創建或簡化模型。
 

PolyNURBS 工具

       PolyNURB 工具允許用戶快速創建平滑且連續的自由形狀實體，此功能通常用於空氣動力學，在高級曲面的建模，以及自定義 LBM 格子空間局部加密的範圍。
 

風洞參數設置

       用戶可以在 VWT 中設定與實際物理風洞一致的參數，例如:風洞的尺寸，來流風速，邊界層抽吸的位置，地面移動系統，車輛前後輪的懸架高度，多孔介質的阻力特性，空氣的物性參數。

       用戶可用互動式的創建監測面，檢測點，檢查與定位模型洩露位置，設定人工湍流擾動發生器，特徵識別(換熱器，風扇，車輪)，設定多種格子加密方式( FarField / Box / offset / Custom )
 

轉動物體建模

       輪胎和輪轂的空氣動力學性能得到了許多汽車 OEM 廠商的重視，VWT 可以設置三種模擬方式：Rotating Wall / MRF / Overset Mesh，計算精度和成本依次提高。

       VWT 也可模擬風扇的自由傳播升揚環境，設置虛擬麥克風位置，風扇旋轉區域識別為 Overset Mesh，整個計算聲學 CAA 模型，和空氣動力學模型，皆採用同樣的設置，而噪聲訊號的處理採用 HyperWorks 其它模組完成。
 

分析報告

       每次分析結束後，VWT會利用腳本自動生成一份PDF/PPT報告，包括計算硬體環境、空氣動力學參數統計，風洞參數定義、求解設置以及計算結果。如升阻力發展曲線，各部件風阻貢獻量，壓力等值面，壓力係數雲圖，空間三維流線等。當然用戶也可以採用手動後處理CFD結果。
 

高度自動化的工作流程

       VWT 的圖形化使用者介面十分簡潔，包含許多自動操作以減少用戶的工作量，提高建模效率。使用者將氣動研究物件(比如車輛或減築物)的面網格導入 VWT，設置物理模型和局部加密控制參數，然後提交計算，便可得到一份模擬報告。由於 LBM 方法對輸入 STL 模型允許穿透，重疊以及結點不連續，因此部件在替換上更為方便。VWT 所有的設置都可保存為 XML 範本，分析模板的重複使用，有利於保證模擬條件和後處理的一致性。