1.4.2 Современные инструменты CFD
Основная предпосылка урока:
Инженеру для эффективного применения промышленного подхода к расчетам течения жидкости и газов необходимо понимание моделей и методов вычислительной гидродинамики. Это понимание нужно, чтобы сделать правильный выбор инструмента для эффективного численного решения задач.
В ходе урока рассматривались два основных типа программного обеспечения:
1. Свободно распространяемое ПО (Бесплатные программы)
Наиболее известной и широко используемой свободно распространяемой CFD-системой является программный пакет OpenFOAM. Существуют и другие свободно доступные комплексы, такие как CFD-код Flow Square, но большинство из них либо мало развиваются, либо известны лишь узкому кругу пользователей.
Преимущества:
- Нулевая стоимость и полная доступность.
- Исходный код, как правило, является открытым, что позволяет инженеру, обладающему необходимыми знаниями, модифицировать код (например, реализовывать свои физические модели или новые численные методы).
Недостатки:
- Отсутствие графического пользовательского интерфейса (GUI).
- Отсутствие единой среды пре-постпроцессинга.
- Это создает сложности как в процессе обучения работе с программой, так и в процессе ее дальнейшего использования.
2. Проприетарное ПО (Коммерческие системы)
Задачей разработчиков коммерческих CFD-систем является устранение недостатков свободно распространяемых комплексов.
Наиболее известные коммерческие системы:
- Продукты компаний ANSYS и Siemens (на международном рынке).
- Комплексы российского производства, не уступающие по функциональности зарубежным аналогам, такие как Logos и Flow Vision.
Преимущества:
- Широкий набор реализованных физико-математических моделей, что обычно позволяет рассчитывать большинство инженерных режимов течения жидкости и газов, а также моделировать сопутствующие физико-химические процессы.
- Наличие удобного графического интерфейса и единой среды пре-постпроцессинга, чего не хватает в бесплатных пакетах.
Недостатки:
- Относительно высокая стоимость большинства коммерческих продуктов.
Заключение.
В итоге, в распоряжении инженера имеется широкий выбор как платного, так и бесплатного программного обеспечения, предназначенного для решения задач вычислительной гидродинамики. Каждый из комплексов обладает своими преимуществами и недостатками, и инженеру предстоит принять непростое решение о выборе наиболее эффективной CFD-системы. Основные критерии выбора программного комплекса будут рассмотрены на следующем уроке. (Отмечается, что термины "препроцессинг" и "постпроцессинг" будут подробно рассмотрены позже в модуле).