Particleworks 是一款模擬流體運(yùn)動的領(lǐng)先軟件。其先進(jìn)的基于粒子算法的求解器，可以輕松地對各類工業(yè)流體問題進(jìn)行建模與分析——汽車行業(yè)中油箱的晃動及冷卻、制藥業(yè)和塑料行業(yè)物料的混合與攪拌等等。

憑借直觀的界面、極快的求解器和強(qiáng)大的可視化工具，Particleworks將提供所有用戶所需的運(yùn)動分析工具，來幫助工程師在設(shè)計(jì)過程中優(yōu)化產(chǎn)品。



1、認(rèn)識Particleworks

無網(wǎng)格求解

Particleworks 可以直接導(dǎo)入CAD幾何進(jìn)行計(jì)算，相比傳統(tǒng)的CFD軟件，可以避免繁雜、耗時(shí)的網(wǎng)格生成過程。



無需重復(fù)復(fù)雜的網(wǎng)格生成，可直觀進(jìn)行計(jì)算設(shè)置

前沿研究

Particleworks采用日本東京大學(xué)工程研究院的Seiichi Koshizuka博士（運(yùn)動顆粒仿真算法MPS開發(fā)者、Prometech軟件公司創(chuàng)建者）的最新研究成果。從2009年開始，Particleworks在工業(yè)領(lǐng)域幫助工程師們完成了眾多創(chuàng)新解決方案。如今，Particleworks也在與日本的公司、高校實(shí)驗(yàn)室的合作研究中不斷引入新的求解能力以進(jìn)一步完善軟件的功能。



飛濺、自由液面流動

Particleworks 通過將流體分解成一系列的離散單元或者粒子來分析其運(yùn)動，這些粒子可以自由運(yùn)動。這種方法可以允許用戶模擬流體的大變形、聚合、分裂等，以及快速變化流動——無需任何復(fù)雜的準(zhǔn)備，或預(yù)先的網(wǎng)格準(zhǔn)備。

Particleworks在移動邊界問題的模擬中提供了出色的性能預(yù)測，這類問題在傳統(tǒng)算法下將是一個(gè)十分耗時(shí)的求解過程。在處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)流體仿真（如齒輪、葉輪等）時(shí)，Rarticleworks首先將這些幾何結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成為多邊形模型，這樣可以簡單地應(yīng)用到運(yùn)動設(shè)置中。



NVIDIA CUDA架構(gòu)支持

Particleworks 已經(jīng)通過NVIDIA的認(rèn)證，軟件代碼可基于NVIDIA的CUDA架構(gòu)，在GPU并行計(jì)算平臺和應(yīng)用程序模型上獲得前所未有的高性能并行計(jì)算能力。

加速求解支持當(dāng)今最新的硬件

Particleworks 采用最新的硬件環(huán)境，除了CPU的SSE/AVX指令外，還支持多線程(OpenMP)和多進(jìn)程(MPI)。

2、產(chǎn)品功能



仿真流程





物理模型

壓力
- 隱式/顯式算法
- 壓力振蕩抑制
- 負(fù)壓模型



空氣阻力
- Particleworks可導(dǎo)入外部CFD程序計(jì)算的點(diǎn)數(shù)據(jù)文件(CVS格式)，如汽車外流場分析。



粘性
- 牛頓/非牛頓流體
- 高粘流體



傳熱
- Particleworks可分析共軛傳熱，可以設(shè)置流體粘度 - 溫度的變化關(guān)系，計(jì)算摩擦生熱。



表面張力
- Particleworks提供兩種算法：CSF算法從物體的幾何形狀計(jì)算表面張力，勢模型用于物體間界面自由能計(jì)算。勢模型的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是接觸角。用戶可以設(shè)置不同物態(tài)間的接觸角，如壁面與流體，流體與流體。在指定吸引力的大小后，用戶可以模擬無法混合的多相流運(yùn)動，如油和水。



剛體
- 可以直接模擬復(fù)雜流動與無變形物體或者剛體之間的耦合運(yùn)動。



邊界條件
- 壁面邊界
- 進(jìn)口邊界
- 運(yùn)動/周期邊界

湍流
- Particleworks采用混合模型計(jì)算湍流流動，混合模型通過混合LES與近壁分辨增強(qiáng)模型來實(shí)現(xiàn)。



支持第三方工具

Particleworks允許輸入STL或NASTRAN格式的CAD數(shù)據(jù)。
后處理支持Ensight。
用戶可使用基于網(wǎng)格的CFD求解結(jié)果（如OpenFOAM)，在Particleworks中來控制流體的運(yùn)動。



與RecurDyn聯(lián)合仿真
- 與RecurDyn耦合，可以實(shí)現(xiàn)流體與固體動態(tài)交互的仿真。RecurDyn可以計(jì)算固體的結(jié)構(gòu)性能及機(jī)構(gòu)運(yùn)動，Particleworks則負(fù)責(zé)計(jì)算流體運(yùn)動的狀態(tài)。



前處理與后處理

Particleworks直觀的用戶界面可使用戶處理整個(gè)仿真過程，包括前處理、求解和后處理。無需成為專家來編輯仿真參數(shù)或者持續(xù)跟蹤多個(gè)項(xiàng)目。3D視圖窗口采用超快、超高質(zhì)量的OpenGL渲染優(yōu)化，尤其是針對百萬億級粒子群的大型仿真問題。

可生成自由液面；矢量圖、等值線和流線；輸出結(jié)果至第三方基于網(wǎng)格求解器中；觀測粒子群狀態(tài)；可輸出圖像與動態(tài)視頻；CSV格式文件輸出等等。



3、成功案例