FLOW-3D

1、TruVOF和自由表面建模

FLOW-3D区别于其他计算流体动力学软件是处理流动的流体表面。该程序使用特殊的数值方法来跟踪表面的位置，并对表面上施加适当的动态边界条件。在FLOW-3D中，自由表面采用流体体积（VOF）技术建模，该技术首先由一群科学家开发，包括洛斯阿拉莫斯国家实验室的FLOW Science创始人C.W.Hirt博士。许多竞争的CFD软件声称已经包含了VOF功能，但实际上他们只实现了三种基本VOF要素中的一种或两种。CFD的潜在用户应该知道，这些伪VOF方法通常会给出错误的结果。FLOW-3D具有成功处理自由表面所推荐的所有要素。此外，FLOW-3D采用了超越原始VOF方法的重大改进，以提高边界条件的精度和界面跟踪。我们将其称为TruVOF。详细请参阅CFD-101以获得更多关于TruVOF方法的信息。

2、自由网格划分将网格与几何结构分开

FLOW-3D基本网格划分方法结合了简单矩形网格的优点和变形贴体网格的灵活性。矩形控制元素的固定网格生成简单，并具有许多值得拥有的特性（例如，提高了精度，对内存要求更小，以及更简单的数值近似）。这种方法称为“自由网格”，因为网格或几何体可以自由更改，彼此独立。这一功能消除了生成贴体网格或有限元网格的繁琐任务。

矩形网格的灵活性和效率通过高级功能（如复合网格和随形网格）得到增强。连接式、嵌套式和部分重叠式的网格提供了有效处理复杂、多尺度流场并将高分辨率集中在感兴趣区域的方法。随形网格允许用户生成随特定几何形状或流体域边界的高质量网格，更好解析薄壁结构和边界层，而不受通常与结构化矩形网格相关的限制。详细参阅有关CFD-101中关于自由网格方法的信息。

3、在复杂几何体中使用FAVOR™技术建立流体流动模型是极其简单

FLOW-3D采用了一种特殊的技术，称为FAVOR™ （Fractional Area Volume Obstacle Representation），用于定义矩形网格内的通用几何域。FAVOR™ 背后哲学是数值算法，基于每个控制体积内的一个压力、一个速度、一个温度等信息，但它将与使用更多信息来定义几何体是不一致的。因此，这种FAVOR™ 技术保留了矩形元素的简单性，同时在每个体积元素内使用平均量的一致性水平上表征复杂几何形状。详细参阅有关CFD-101中关于FAVOR™的信息。

4、网格划分能力

FLOW-3D提供了多种网格划分功能，在建立复杂流动时设计更简单、高效且稳健。虽然FLOW-3D的结构化网格简化了网格划分，但多块网格划分的各种功能实现了高效性和鲁棒性。使用多网格块可以在感兴趣的区域进行局部细化，并显著减少模拟所需的计算资源。小障碍物、复杂几何体和薄壁通道（与整个区域大小相比较小）可以使用多块网格功能精准解决，例如：连接式、嵌套式、随形以及部分重叠的网格块。连接式只能用于对感兴趣的区域进行网格划分，并限制计算单元的总数。嵌套式可用于提高感兴趣区域周围的分辨率。随形和部分重叠可用于解析不规则形状的精细特征，而特征的比例发生急剧变化，是无法使用嵌套式网格简单解析。FLOW-3D还允许贴体有限元网格模拟流体-结构相互耦合作用。这些贴体网格可以使用FLOW-3D自动生成或从外部CAD软件包导入。所有网格划分技术都为用户提供了简单且高效的灵活创建方式，从而提高求解器性能并缩短了模拟时间。