FPM (无网格计算流体力学软件)
FPM是Fast Page Mode(快页模式)的简称,是486和早期Pentium时代普遍使用的内存,它每隔3个时钟脉冲周期传送一次数据。.FpM也是氟橡胶的缩写。
中文名快页模式外文名Fast Page Mode特 征每隔3个时钟脉冲周期数据用 途IGBT驱动和电源管理
目录
1 流体软件
▪ 技术背景
▪ 软件构成
▪ 计算模型
▪ 软件优势
▪ 应用领域
2 快页模式
3 氟橡胶
4 调控技术
5 匹配工具
▪ 局限性
▪ 过滤步骤
▪ PHDF文件
▪ 调用方法
6 故障传播
7 快页模式
流体软件编辑 播报
FPM(Finite Pointset Method)是新一代无网格计算流体力学软件,它是一类无网格粒子法CFD数值方法,代表了流体数值仿真的最新发展方向 [1] 。
FPM(有限点集法)与传统的数值方法(如有限元法、有限体积法、有限差分法等)最大的区别是无需进行微分方程离散所必需的网格划分。FPM的点集(也叫点云)依据指定条件自动产生、移动、重新填充或是销毁,点集的分布可以是任意的,如在整个求解域上均布,或是随时间/几何位置等而变化。
技术背景
传统有限元/有限体积法随着应用范围的扩展,其固有的一些缺陷也日益突出:在材料成形、高速碰撞、流固耦合等涉及特大变形的领域中,基于拉格朗日法的有限元网格可能产生严重的扭曲,甚至使得单元的雅可比行列式为负值,不仅在计算中需要网格重构,而且严重影响解的精度;对高速冲击等动态问题,显式时间积分的步长取决于有限元网格的最小尺寸,因而网格的扭曲将使得时间积分步长过小,大幅度增加了计算工作量。由于有限元近似基于网格,因此必然难于处理与原始网格线不一致的不连续性和大变形。网格重构不仅计算费用昂贵,而且损害计算精度。
无网格方法采用基于点的近似,可以彻底或部分地消除网格,不需要网格的初始划分和重构,不仅可以保证计算的精度,而且可以大大减小计算的难度。传统的流体分析软件在解决自由液面、高速碰撞、移动边界或是移动物体等工程问题时,需要一套独特的网格重划分或是网格自适应算法,由于在网格质量、算法求解、收敛性等方面存在一系列问题,使得传统方法受到了很大的限制。FPM凭借其先进的无网格技术和特有的算法,在自由液面、多相流、流固耦合等方面取得了极大的成功。
软件构成
FPM软件由核心解算器、图形用户界面、CAD接口以及第三方软件接口等模块组成。FPM除了可以直接建立流体计算域的集合模型外,还包含了与主流CAD软件的直接接口。
FPM软件的不仅提供优秀的图形用户界面,用户还可以基于ASCII文本方式编辑计算模型,所有的操作均提供了对应的关键字,用户可以通过自定义程序完全控制软件的运行,并易于实现与其他软件之间的集成。
计算模型
根据流动的特性可对描述流体的偏微分方程进行分类,如抛物线型、双曲线型和椭圆型。FPM软件的核心解算器可以有效地处理所有类型的流体。FPM软件包含了丰富的计算模型,如化学反应及燃烧模型、材料特性及流变模型、广义牛顿流、粘弹性流体、热粘弹性模型等。
软件优势
1.对于所有具有自由液面的流体问题建模容易。
2.流体域存在移动物体或是移动的边界。
3.流固耦合问题(FSI)。
4.与传统的仿真手段相比需要较少的计算时间。
5.直接从CAD软件中导入几何体而无需进行网格的划分。
应用领域
1.溃坝、海洋工程、高速舰船模拟问题。
2.液滴的碰撞融合问题,例如通常发生在大气中的雨滴的形成过程,工业上许多利用雾化的燃烧系统,如汽车发动机、涡轮喷射引擎、液体燃料火箭及工业锅炉等。微液滴的表面张力问题。
3.工业过程问题,例如工业过程中的搅拌器、挤压输送及螺旋泵等涉及非常复杂的流固耦合运动。
4.流变材料成型,例如玻璃、钢铁、树脂、聚合物等是一类特殊的流变材料,在成型过程中伴随着温度变化材料由液态向半固态转变问题。
5.轮胎滑水,例如解决高速汽车或飞机的轮胎在积水跑道行驶时会发生滑水现象。
6.液体晃动,例如解决汽车油箱、动车组的水箱、卫星的燃料贮箱的液体晃动问题,微重力环境下的液体晃动问题。
7.切削,例如应用Johnson-Cook 模型和 Zerilli-Armstrong 模型可以快速地对金属切削过程进行仿真。
8.燃料加注问题。
9.加油管设计问题。
10.其他特殊问题,例如可以自定义曲线/方程来解决特定问题。
参考资料
1. Software FPM .北京飞思博科技有限公司官网[引用日期2013-05-28]