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ANSYS Polyflow軟件是計算包括粘彈性流動在內(nèi)的復雜非牛頓流變學的有限元CFD求解器。ANSYS Polyflow為聚合物、玻璃、金屬和水泥工業(yè)的企業(yè)提供高級流體動力學技術。使用該技術，研發(fā)團隊能擴展設計和優(yōu)化過程，如擠出、熱成型、吹模、玻璃成型、紡纖和混凝土成型。25年以來，為了提高熱成型或吹塑產(chǎn)品的質(zhì)量而制造擠出模具或減少厚度變化時，設計工程師已經(jīng)使用Polyflow把物理樣機減到最少。
適用領域
● 包括粘彈性流動在內(nèi)的復雜非牛頓流變學
功能和特點
通用建模功能
● 2維平面，2.5維平面（包括第三個速度分量），2維軸對稱，帶旋渦的2維軸對稱，3維流動，3維殼單元和2維膜（薄膜流延）
● 等溫和非等溫
● 穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)分析或進化分析（連續(xù)技術）
● 廣義非牛頓流，包括屈服應力流體
● 多模差分粘彈性流（2維和3維，穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)，等溫和非等溫）
● 多模積分粘彈性流（2維和3維殼，穩(wěn)態(tài)（2維）或瞬態(tài)（3維殼），等溫和非等溫）
● 包擴自然、強制或混合對流，共軛（固體/流體）傳熱，輻射，運動固體導熱，電加熱
● 用變形網(wǎng)格的自由表面模型
● 擠出的反問題（模唇設計）
● 內(nèi)部運動邊界（界面）
● 靜態(tài)和動態(tài)接觸點
● 多孔介質(zhì)（達西定律）
● 化學組分的混合和反應
● 熱、質(zhì)量、粘性加熱、電勢、焦耳效應、氣泡的體積源
● 流固耦合（FSI）
● 對玻璃冷卻（殘余應力）的Narayanaswamy熱粘彈性模型
● 冷卻后的簡單熱機械應力
● 接觸探測
固體部件的運動
● 重疊網(wǎng)格技術（網(wǎng)格交叉方法）
● 滑移網(wǎng)格技術
● 包括統(tǒng)計分析的拉格朗日軌跡計算
● 單位系統(tǒng)轉(zhuǎn)換
● Windows風格組織
在線獲取網(wǎng)頁服務
文件跟蹤系統(tǒng)時序表
● 用戶定義模版
● 優(yōu)化
模具幾何（模具平衡）
多目標函數(shù)的流動和幾何優(yōu)化
和VisualDOC（第三方優(yōu)化軟件）的接口
● 專家系統(tǒng)提供如下考慮
對不收斂或可能修補方法的診斷
質(zhì)量和能量守恒
如有必要增加迭代
收斂率
如果發(fā)散立即停止運行
當前所需內(nèi)存
對更多類似仿真要減少CPU時間的技術推薦
為更好收斂做必要問題設置的推薦
● 對設計用戶提供有限功能的吹模和擠出模版
● 嵌入式LES（E-LES）選項
網(wǎng)格能力
● 四邊形、三角形、六面體（磚形）、四面體、棱柱體（楔形）、金字塔、混合單元網(wǎng)格、三角形3維殼單元、四邊形3維殼單元
● P網(wǎng)格（0維、1維、2維、或3維拓撲組）
● 允許非一致（不匹配）網(wǎng)格界面
● 包括常數(shù)、線性、線性不連續(xù)、二次方、最小單元、2X2、4X4的內(nèi)插
● 讀入Gambit、GeoMESH、FIGEN、POLYMESH、POLYM3D、I-DEAS V12、PATRAN、HyperMesh生成的網(wǎng)格
● 基于求解的動態(tài)適應：
三角和四面體網(wǎng)格的一致性適應
對所有單元類型的懸掛節(jié)點適應和網(wǎng)格嵌套
適應標準基于模具曲率、自由表面曲率、離模具的距離等
● 網(wǎng)格加密后的求解結(jié)果自動內(nèi)插
● 網(wǎng)格操作工具（縮放、平移、旋轉(zhuǎn)和合并）
● 重新劃分網(wǎng)格技術（變形網(wǎng)格）包括：
高效的2維重劃分網(wǎng)格技術（SPINES）
穩(wěn)健的2維重劃分網(wǎng)格技術（優(yōu)化網(wǎng)格、彈性、拉格朗日、托普森）
高效的3維重劃分網(wǎng)格技術（優(yōu)化網(wǎng)格、流線方向）
全3維方法（托普森、基于彈性的、拉格朗日）
3維殼拉格朗日重劃分網(wǎng)格方法
● 把不同來源網(wǎng)格合并到單一文件（polyuse）
● 在線網(wǎng)格信息欄
數(shù)值方法
● 加速3維粘彈性仿真的張量流向近似（SAFT）方法
● 基于全非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限元方法
● 可解耦溫度和/或坐標的全耦合/分離求解器
● 基于幾何分解的直接求解器
● 代數(shù)多波前求解器
Secant求解器
ILU求解器
● 迭代求解器
● 動態(tài)內(nèi)存分配
● 單精度和雙精度計算
● 對于粘性的Newton–Raphson和Picard迭代格式
● EVSS（彈性粘性分切應力）和DEVSS公式
● 上風（SU） 4X4SU
● 時間積分
隱式歐拉
隱式伽遼金
● Crank–Nicolson
流變學模型
● 廣義牛頓流定律包括：
牛頓流（常數(shù)）
Bird–Carreau
Cross
Power
Carreau–Yasuda
Bingham
Herschell–Bulkley
Log–log
Modified Bingham
Modified Herschel–Bulkley
Modified cross law
● 溫度相關性
無相關性
混合相關性（多項式）
阿雷尼烏斯近似（一階）
阿雷尼烏斯
阿雷尼烏斯近似剪切應力（垂直/水平變換）
阿雷尼烏斯剪切應力
Fulcher
WLF
WLF剪切應力（垂直/水平變換）
● 通過UDF定義的其它相關性
停留時間（聚合物齡）
坐標
速度
應變率
變形張量率的不變性
壓力
溫度
組分
用戶定義量
● 對粘度法和流變儀曲線的自動擬合
剪切率vs剪切粘性
模量vs 頻率的損失和存儲
第一范式和第二范式的差別vs頻率
拉伸粘度（常拉伸率）vs時間
應力vs應變（常拉伸速度）
粘彈性模型
● 多模差分粘彈性模型
Maxwell
Oldroyd–B
White–Metzer
Phan Thien–Tanner
Giesekus
FENE P
Pom-pom
Leonov
用于擠出的簡化粘彈性模型（PFLM）
● 多模積分粘彈性模型（2維和3維殼）：
Lodge–Maxwell
Doi–Edwards
帶有Wagner和Papanastasiou–Scriven–Macosko阻尼方程（可逆或不可逆）的KBKZ
● 溫度相關性
無相關性
阿雷尼烏斯近似（一階）
阿雷尼烏斯
WLF
邊界條件
● 以笛卡爾坐標或柱坐標分量大小和方向表示的入口速度，法向和切向分量大小，或用戶指定的局部坐標分量
● 考慮質(zhì)量或體積流量、滑移系數(shù)和流變學行為后作為預處理計算的入口速度分布
● 出口靜壓
● 指定流量加權的出口
● 出口（Vs=0 and Fn=Cst）
● 提升力
● 提升速度
● 壁面邊界的設置有：
用笛卡爾分量、旋轉(zhuǎn)速度或局部軸表示的切向壁面速度
包括滑移條件的剪切應力
用熱流量、溫度或外部導熱、輻射（發(fā)射率）、混合邊界或用戶指定溫度分布的熱邊界條件
Rosseland correction
● 運動邊界（自由表面和交界面），包括：
指定法向力
指定法向速度
空氣阻力
沿著兩種流體界面的滑移
表面張力/界面張力
● 對稱面、旋轉(zhuǎn)周期和平移周期邊界
● 軸邊界條件
● 結(jié)合法向和切向速度指定法向和/或切向力
● 結(jié)合法向和切向位移（FSI）指定法向和/或切向力
沿著固體（FSI）的膜速度
沿著固體（FSI）的局部滑移
強制節(jié)點位移（FSI）
流動材料和固體材料的熱界面
拉維斯托科斯和達西定律的界面
層流局部滑移
● 沿著運動部件（用重疊網(wǎng)格技術）的局部滑移（納維斯定律）
接觸探測
周期邊界條件
瞬態(tài)邊界條件
對熱成型的溫度編程
用戶用CSV格式指定的邊界分布或圖
吹模初始厚度的優(yōu)化
化學反應和燃燒模型
● 使用下述模型實現(xiàn)的對N個反應物向后反應的有限速率化學反應：
阿累尼烏斯
用戶定義函數(shù)
● 用戶定義反應源項/匯項
● 物理發(fā)泡模型（PE）
● 固化模型
材料屬性
● 常流體屬性或變流體屬性，包括溫度和組分關系（數(shù)據(jù)對或分段多項式數(shù)據(jù)），導熱系數(shù)、比熱、密度
● 對標準流體和固體（用戶可修改），可使用包含材料屬性的數(shù)據(jù)庫
● 有標準單位制
● 固體域中與溫度相關的熱容和導熱系數(shù)
● 用戶輸入自定義屬性
● 材料屬性的自動擬合
● 重力
● 慣性項
● 粘性加熱
● 熱源
● 密度隨溫度的變化（Boussinesq假設）
● 表面張力
● 楊氏模量
● 泊松系數(shù)
● 線性膨脹系數(shù)
● 結(jié)晶模型
● Doufas–McHugh
● Nakamura（通過UDF）
用戶定義函數(shù)
● 用戶物理屬性的定義
● 定制邊界條件和初場
● 創(chuàng)建用戶化的后處理變量
并行計算
● 在共享內(nèi)存系統(tǒng)的所有平臺上支持并行計算
● 用METIS網(wǎng)格分區(qū)工具實現(xiàn)的域分區(qū)方法
界面、圖形、后處理和報告
● 后處理中指定單位（單位系統(tǒng)或單個單位）
● 網(wǎng)格檢查（有效性、質(zhì)量、尺寸），合并、分隔和重新排序
● 求解器和物理模型設置的總結(jié)報告
● 靈活的單位指定（國際單位、英制、用戶指定/混合單位）
● 質(zhì)量流量、熱流量和化學組分流量的報告和監(jiān)測
● 使用重疊網(wǎng)格技術的力和力矩的報告和監(jiān)測
● 通過預定義函數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)
● 面積分和面平均的計算和報告
● 體積分和體平均的計算和報告
● 用戶定義場函數(shù)的計算
● 梯度計算（矢量和標量）和導出變量計算
● 幾何和求解數(shù)據(jù)的直方圖
● 數(shù)據(jù)的X-Y量化視圖
● 數(shù)據(jù)的圖形探測
● 從大量軌跡中得出定量混合的統(tǒng)計工具（POLYSTAT）
平均和標準差
概率函數(shù)
概率函數(shù)密度
直方圖
百分位數(shù)
變量之間的關系
分配混合
炭黑解集模型
輸出求解數(shù)據(jù)到下述軟件
● ANSYS CFD-Post
● ANSYS LS-DYNA
● EnSight
● FIELDVIEW
● I-DEAS
● IGES PATRAN
● CFView
● FIPOST
● FLPOST
量化輸出
● 速度
● 壓力
● 溫度
● 流線
● 應力
● 特征應力
● 應變
● 粘性
● 局部剪切應變率（云圖和統(tǒng)計分析）
● 停留時間（云圖和統(tǒng)計分析）
● 模平衡評價
● 通過用戶指定邊界的流量
● 厚度（對殼單元）
● 滲透率（對殼單元）
● 膜的重量和體積（吹模和熱成型）
● 容器的內(nèi)部體積（吹模和熱成型）
● 容器的重量（吹模和熱成型）
● 面積伸展率
● 接觸時間圖
● 混合指標（云圖和統(tǒng)計分析）
● 總剪切（統(tǒng)計分析）
● 拉伸（統(tǒng)計分析）
● 瞬時拉伸效率（統(tǒng)計分析）
● 時間平均的拉伸效率（統(tǒng)計分析）
● 隔離尺度（統(tǒng)計分析）
● 條文厚度（統(tǒng)計分析）
● 混合指標分布（統(tǒng)計分析）
● 渦度
● 力、沿著用戶指定邊界的力矩（使用重疊網(wǎng)格技術）
● 耗散功率
● 對流熱
● 沿著用戶指定邊界的熱流量/質(zhì)量流量
● 材料點跟蹤
● 使用2維軸對稱配料擠出模擬結(jié)果來生成吹模殼模型
● 部件厚度計算（玻璃成型）
● 殘余應力（Narayanaswamy）
在線幫助文檔
● 完整的超文本在線文檔
● 包括理論和應用的用戶指南
● 特定模型案例的教程
● 在線連接用戶服務中心
● 在線初學者入門
● 部分日文版在線幫助
支持的硬件
● ANSYS Polyflow支持Windows 32位和 64位機器的單機和并行計算。
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