Cradle CFD 2024.1 Win64

计算流体动力学（CFD）是一种强大的工具，用于仿真和分析各种应用（如航空航天、汽车和建筑设计）中的流体流动。Cradle CFD 是一个全面的软件包，提供高级 CFD 分析和仿真功能。在本文中，我们将讨论 Cradle CFD 的功能和优势，以及如何使用它来改进产品的设计和性能。

Cradle CFD 包括以下模块：
scFLOW
scSTREAM & Heat Designer
SC/Tetra SC/Tetra 系列
scPOST
CADthru CAD直通
scFLOW
scFLOW 是一个用于流体动力学和传热问题的数学建模应用程序，具有自适应网格和高速计算
scFLOW 特有的特性和功能
简化预处理器操作
与以前的版本相比，网格分析所需的 CAD 数据操作已大大简化。存储组件信息和设置零件参数可在系统之间形成连续性的印象，并减轻用户的负担。
自适应网格
改进了自动网格创建中单元的局部放大/研磨功能。自适应网格由具有最适合特定几何体大小的单元生成。
当许可证被后处理器或网格生成占用时，来自预处理器的数据可以在视图模式下显示。
通过 VB 接口记录操作
可以使用 Visual Basic 界面将预处理器中的操作保存为日志文件。这不允许您创建自定义脚本，但允许您根据日志中存储的操作在短时间内创建一个自动化系统。
加速稳态分析
对所用计算算法的优化提高了收敛函数的性能，并缩短了稳态计算的估计周期时间。
计算稳定
对于低质量单元的网格，可以自动稳定计算以防止出现差异。
脚本
以前，复杂的定制（材料属性或瞬态边界条件或坐标）需要创建 C 代码并进行后续编译。使用脚本时，不需要编译，函数本身可以在 JavaScript 预处理器中编写。
移动元件（离散网格）
对移动对象执行计算：风扇旋转、移动彼此靠近的汽车。通过修改算法，提高了单元连接计算的准确性。对于并行求解器，内存效率得到了提高，这在处理大型任务时的多核计算中应该会产生重大影响。
自由表面
该软件计算气态和液态物质之间接触面的形状。此功能可以与边界移动、网格重叠和粒子跟踪等功能结合使用。在相表面稳定的情况下，可以进行稳态分析，从而在更短的时间内获得结果。
scSTREAM & Heat Designer
scSTREAM 是一个使用结构化网格对流体动力学和传热问题进行数学建模的应用程序
scSTREAM 中的分析模型基于简单易用的结构化网格。这种类型的网格由许多小长方体组成，因此它仅将曲面近似于阶梯状结构。
这种类型的网格用于曲面或小细节对整体结果没有重大影响的情况。结构化网格应用的示例包括对电子设备的冷却、加热、通风和空调建模，以及建筑设计。
特定于 scSTREAM 的特性、功能和任务：
不同的几何表示方法
要分析的模型的形式可以使用以下方法表示：
– 体素法（倾斜和曲面以长方体表示）;
– 斜面单元法（使用 CAD 系统创建的模型的改进）;
– 有限元方法（具有非结构化网格的自由曲面模型可以叠加在具有结构化网格的模型上，这样您就可以以原始形式使用 CAD 系统中的模型）。
对对象的移动进行建模
scSTREAM 系统允许您计算完全刚性运动物体产生的流量。可以将物体运动（位移、旋转、弹性变形）、热量产生/吸收、供气/排气等参数设置为条件。将为移动对象模型创建不同的网格。使用这种方法，对象行进的距离等条件实际上是无限的，这允许您创建任意复杂度的模型。
缩放边界条件
如果所研究的目标现象比影响它的环境大小小一个数量级，则可以将环境分析的结果用作边界条件，以减少计算的时间和次数。
自由表面
该软件计算气态和液态物质之间接触面的形状。此功能在广泛的领域中非常有用，从土木工程和建筑的海啸分析到电子行业的焊接分析。
计算高度复杂的模型
使用结构化网格时，复杂模型几乎不需要调整，因为模型单元的形状和大小不会影响网格划分的复杂性。此外，并行计算会高速执行计算。同时，保证了数据处理的效率。
局部网格粉碎
网格磨削可以在本地进行，以更准确地表示模型的形状并有效地执行计算。
创建自定义变量和脚本
包含三角函数或具有 IF 运算符的分支的复杂条件可以在不编译的情况下指定。
电子元件库
常用零件的几何体和属性可以保存到库中以供以后重复使用，从而在创建仿真模型时节省时间。
热路径显示（HeatPathView）
在 CFD 分析结果的后处理阶段获得的有关每个零件的温度和产生的热量总量的信息不足以理解热路径。HeatPathView 使用图表、图形和表格显示热路径和在整个计算域中传递的热量，从而轻松找到瓶颈。
从电子 CAD 设备导入数据
此功能允许您从 CAD 系统读取和导入 PCB 接线图数据。这样可以获得更真实的仿真结果，同时考虑到不均匀布线模式引起的热传递。
HeatDesigner 模块（包含在 scSTREAM 发行版中）旨在执行电子元件的热计算
HeatDesigner 是基于 scSTREAM 的专用解决方案，专为电子产品的热分析而设计。HeatDesigner 的性能针对不需要精确再现弯曲几何形状来预测流场的情况进行了优化。但是，HeatDesigner 支持超过 1 亿个元素的网格，这使您可以非常准确地描述小的几何元素。与 scSTREAM 一样，HeatDesigner 的主要优点是计算时间短和计算资源消耗低。
HeatDesigner 特有的特性、功能和任务：
计算高度复杂的模型
使用结构化网格时，复杂模型几乎不需要调整，因为模型单元的形状和大小不会影响网格划分的复杂性。此外，并行计算会高速执行计算。同时，保证了数据处理的效率。
局部网格粉碎
网格磨削可以在本地进行，以更准确地表示模型的形状并有效地执行计算。
创建自定义变量和脚本
包含三角函数或具有 IF 运算符的分支的复杂条件可以在不编译的情况下指定。
电子元件库
常用零件的几何体和属性可以保存到库中以供以后重复使用，从而在创建仿真模型时节省时间。
热路径显示（HeatPathView）
在 CFD 分析结果的后处理阶段获得的有关每个零件的温度和产生的热量总量的信息不足以理解热路径。HeatPathView 使用图表、图形和表格显示热路径和在整个计算域中传递的热量，从而轻松找到瓶颈。
从电子 CAD 设备导入数据
此功能允许您从 CAD 系统读取和导入 PCB 接线图数据。这样可以获得更真实的仿真结果，同时考虑到不均匀布线模式引起的热传递。
要解决的任务示例：
沸腾、冷凝水建模
照明分析
太阳辐射建模
空气湿度分析（冷凝和蒸发过程）
植被建模（风、蒸发冷却）
风荷载建模
静电场效果的评估
发泡树脂填充的模拟
模拟凝固/熔化过程
焦耳热建模
基本粒子跟踪（行为、反应、交互）
SC/Tetra SC/Tetra 系列
scTETRA 是一个使用非结构化网格对流体动力学和传热问题进行数学建模的应用程序
scTETRA 使用混合网格，可以高精度地表示模型的几何特征。快速的网格生成器、高速计算、低内存消耗和用户友好的界面使您可以高效工作并在短时间内获得结果。
混合（或非结构化）网格是使用四面体、五面体、六面体和其他多面体单元生成的。此网格用于几何图形的准确表示至关重要的应用。此类问题的示例包括对车辆的空气动力学、管道中的流动以及涡轮增压机的运行进行建模。
scTETRA 特有的特性、功能和任务：
高速自动网格生成
使用穷竭法（Advance Front）在尽可能短的时间内自动创建高质量的网格。创建棱柱形单元层时，可以根据流道的宽度设置棱柱形单元层的宽度。该软件通过使用并行计算来加快生成网格的过程，并支持创建大尺寸的网格。
自适应网格
对于稳态分析，使用此功能将自动减小流量或压力发生显著变化的区域中的网格单元的大小。求解器完成计算后，预处理器将自动启动，并根据计算结果重新构建网格。此功能适用于复杂管道形状的流动分析。
修改 CAD 模型
在 scTETRA 中，您可以根据需要或在发生错误时编辑 CAD 模型。边界条件可以根据从 CAD 系统导入的零件名称和其他参数进行设置。如果导入的模型没有任何分析所需的区域，则可以用长方体和圆柱体等形状来表示它们。
自由表面
该软件计算气态和液态物质之间接触面的形状。此功能可以与边界移动、网格重叠和粒子跟踪等功能结合使用。应用示例包括分析波浪对船舶的影响、分析晃动对油箱的影响等。
动态功能
它可以分析绝对刚性物体在流体动力影响下的强迫运动和旋转。
离散网格
这种使用网格的技术允许：
– 模拟由移动对象产生的流动：风扇和涡轮机的旋转、汽车或火车的运动;
– 考虑盘式制动器系统中转子和衬套之间的剪切力，分析热量;
– 分析旋转和位移的组合（例如，活塞泵）
重叠网格
对于无法通过变形或旋转再现的运动，将使用移动和静止区域的重叠网格进行建模。此外，还可以接触对象并支持重叠多个区域。此功能的一个应用示例是分析通过齿轮运行的发动机或齿轮泵的活塞阀的打开和关闭。
Модуль для расчета на прочность
强度分析模块
应变和温度应力可以根据计算出的压力和温度值进行计算。已实现与 Abaqus 的接口，以解决流体和结构交互问题。
可压缩流体模拟
scTETRA 能够分析超音速通量和显著体积膨胀/收缩的现象。对于要压缩的流体，同时使用基于压力和基于密度的求解器。求解器的类型取决于分析的目的和现象的类型。
要解决的任务示例：
沸腾模拟
空化模拟
风扇建模（模型创建、形状分析）
空气动力学噪声分析
模拟凝固/熔化过程
分散多相流建模
基本粒子跟踪（行为、反应、交互）
冷凝水量计算
液膜模拟（高级粒子跟踪）
压力损失模拟
体温调节建模
湍流模拟
辐射模拟
在不创建几何模型的情况下模拟风扇
焦耳热建模
滑动轴承设计师
scPOST
scPOST 是一个后处理器，用于可视化由 Cradle-cfd 求解器和其他求解器执行的计算数据
可用的导入格式：MSC Nastran、MSC Marc、图像（BMP、PNG）、3D hemetry（STL、Parasolid）
可用的导出格式：流体数据（.cgns）、图像（BMP、JPG、PNG）、动画（AVI、WMV）、3D 测绘（STL、VRLM、FBX）的通用格式