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Converge

Converge

艾迪捷  更新时间：2024-10-10
CONVERGE是由美国Convergent Science公司开发的新一代热流体分析软件。CONVERGE 是领先的计算流体动力学 （CFD） 软件包，注重准确性、效率和创新性。凭借真正自主的网格划分、最先进的物理模型以及轻松适应复杂移动几何图形的能力，CONVERGE 完全有能力帮助您解决难题。
制造商 Convergent Science, Inc. Convergent Science, Inc.
美国 > 麦迪逊
主软件 Converge
主要功能 CFD流体动力学仿真分析 | 发动机专用仿真分析 | 热分析 | 燃烧/化学动力学仿真分析
软件类型 商业软件
部署方式 本地部署
操作系统 Windows
当前版本 4.0

icon最新更新

欠松弛稳态求解器

稳态求解器

CONVERGE 4 引入了一个新的欠松弛稳态 （URS） 求解器，它为稳态仿真提供了许多优势。URS 求解器不像伪瞬态求解器那样使用时间行进来达到稳态，而是使用欠松弛来代替瞬态项。使用这种方案，残差的收敛速度通常会快得多，从而显著缩短运行时间。根据应用的不同，URS 求解器的速度可能比伪瞬态求解器快大约 3-100 倍。

借助新的 2D 轴对称求解器，您可以使用圆柱框架求解具有轴对称特性的 3D 问题。与在具有扇形几何的笛卡尔坐标中解决这些问题相比，二维轴对称求解器提供了更高的空间精度并大大降低了计算成本。您可以将此功能与 transient、pseudo-transient 或 URS 求解器一起使用。

早期版本的 CONVERGE 允许您在不同的流（即仿真的不同子域）中使用不同的物理模型和求解器设置。CONVERGE 4 增加了在不同数据流中使用不同的时间步长的功能，然后以用户指定的时间间隔同步这些时间步长。这种增强功能可以加速瞬态仿真，其中不同流的时间尺度非常不同，并且不需要流之间的强耦合来充分预测流动行为，例如，在某些共轭传热仿真中。

燃烧与化学建模
CONVERGE 4 包括对多个燃烧模型的增强功能。扩展相干火焰模型 （ECFM） 和 3 区扩展相干火焰模型 （ECFM3Z） 已扩展为与氢和氨燃料兼容。此外，以前可用于大涡模拟 （LES） 的加厚火焰模型 （TFM） 现在也可以用于雷诺平均纳维-斯托克斯 （RANS） 模拟。对于火焰厚度非常薄的氢气燃烧，以及在高压下运行的其他燃料，此功能允许您以低得多的计算成本跟踪火焰前沿。

除了这些模型增强功能之外，CONVERGE 4 还包括一个新的火花模型，即拉格朗日-欧拉火花点火 （LESI） 模型。LESI 模型通过将电弧/辉光相建模为与流动相互作用的分段线，提供了一种更真实的方法来模拟火花点火。用户还可以选择包含子模型来预测爆裂、重击和短路。

在 CONVERGE 4 中，SAGE 详细化学求解器可用于模拟液相和固相化学。将液相化学建模与流体体积 （VOF） 溶解气体模型相结合，您可以研究碳封存、海洋酸化和工业气流污染控制装置等过程。使用固相化学 特征，您可以模拟当暴露于外部热源时发生热化学分解的反应性固体。固相化学的应用包括生物质燃料热解（例如野火）和热失控期间发生的电池反应。

CONVERGE 的化学工具在版本 4 中也得到了改进。替代混合器工具可以帮助您找到多组分替代物的最佳混合物组成，以匹配复杂目标燃料的特性。对该工具进行了更新，以提高替代燃料属性的准确性。机制调整和减少工具已经使用多年，具有有限的 0D 和 1D 目标，现已升级为允许无限的目标，包括烟尘排放。此外，CONVERGE 4 还包括一个新的化学工具，即 1D 球形火焰求解器。该求解器计算 Markstein 长度，这是对曲率对层流火焰速度的影响进行建模的重要参数。对于某些预混燃烧情况（例如氢气燃烧），模拟这些效应可能很重要。

CONVERGE 4 中的多流体多场 （MFMF） 模型允许您对多个穿插相进行建模，这些相可以是液体、气体，甚至是可以合理建模为连续体的小固体颗粒。所有相共享一个压力场，但可以具有单独的速度场。每个相都求解了连续性和动量方程，它们由相间动量交换项（如阻力、升力和虚拟质量）耦合。MFMF 模型可用于石油和天然气行业的许多应用，例如，模拟油分离器、流化床、颗粒流以及多相管流态的复杂性。

CONVERGE 3.1 中引入的漂移通量模型现在可以用于多孔介质。此特征可以模拟异质多孔介质中的两相流，其中每个相由于惯性力、粘性力、毛细管力和界面力而做出不同的响应。此模型可应用于聚合物电解质膜 （PEM） 燃料电池、地质碳封存和沉积物中天然气水合物形成等应用。

CONVERGE 4 还包括一个新的沸腾模型，即 Lee 模型，该模型是与 IFP Energies nouvelles 合作实施的。该模型在 VOF 框架中实现，并将液-气-气混合物视为 CFD 单元中的单个流体。Lee 模型成本低廉，并且能够模拟大规模工业问题。

CONVERGE 4 中实现了几种流行的基于均质混合物的空化模型：Saito、Singhal 以及 Schnerr 和 Sauer 模型。这些模型相对简单和高效，假设每个 CFD 单元中都有均匀的混合物。它们涵盖了稳定性和准确性的范围，因此您可以选择最适合您情况的模型。这些模型特别适用于船舶应用，例如船舶螺旋桨，以及泵、压缩机和其他涡轮机械。

在版本 4 中，各种用于风和波规范的工具（在以前的版本中作为 UDF 提供）已集成到主代码中。借助这些工具，CONVERGE 可以使用各种波浪理论生成规则和不规则的水波。为了减少数值波反射，您可以在入口和出口处包含波弛豫区，这些区域充当动量和质量的汇项。此外，您可以在水面上引入风廓线，CONVERGE 将使用其 VOF 方法耦合风和波浪，以进行多阶段建模。这些工具对于执行逼真的船舶和海洋工程仿真至关重要。

CONVERGE 4 提供了两种新的冷凝模型，用于预测气体种类转化为液体包裹与压力和温度的关系。液滴冷凝模型模拟了现有液滴表面的冷凝，例如，燃料蒸气冷凝到喷雾包裹上。成核模型模拟了存在于欧拉流体中的颗粒物上的冷凝，例如，翼尖涡流上的云形成。

CONVERGE 的尿素沉积建模功能在版本 4 中也得到了增强。模拟尿素沉积物的堆积对于后处理系统来说很重要，但准确预测沉积物的位置和大小具有挑战性。CONVERGE 4 引入了一个模型，该模型可以分离固体尿素副产物并使其粘附在边界上，而其余的液膜包裹则向前移动。实施了一种新的局部表面变形运动类型，可以捕获尿素沉积物的生长，以及其他应用。MORPH 功能将基于边界面的位移插值到三角形顶点上，并相应地移动它们。这模拟了尿素沉积物的真实行为，随着尿素沉积物的增长，尿素沉积物会与流动相互作用，并影响后续沉积物的位置和下游流动特征。

CONVERGE 4 中引入的另一项新功能允许在多参考系 （MRF） 仿真中对宗地进行建模。MRF 方法通过将移动几何建模为静止来简化仿真，包括移动几何。用户将域的一个区域指定为局部旋转参考系，该参考系相对于静止或惯性参考系移动。CONVERGE 使用旋转校正来确保宗地在正确的位置进入和离开旋转参考系，并考虑宗地在旋转参考系中所承受的虚构力。此功能的一个示例应用是预测涡轮增压器进气管道中的传感器结垢。

CONVERGE 4 中增强了可用于预测直流应用的电流和相关传热的电势求解器。现在，您可以使用此特征来求解两个耦合电势场，一个用于电池的阳极侧，另一个用于电池的阴极侧。两个电势场通过源项耦合，该源项通过单粒子电化学模型提供，这是版本 4 中的另一个新功能。单粒子模型适用于对电动汽车中常用的锂离子电池组进行建模。这些特征可用于模拟电池组的热量产生，以研究不同的冷却方法以及研究充电和放电过程。

RADM模型

薄间隙模型
CONVERGE 4 提供了一个基于经典润滑理论的雷诺方程的薄间隙模型。此模型适用于对润滑系统和泄漏密封进行建模，并且可以应用于任何方向的静止和移动边界。薄间隙模型适用于包括轴承以及泵和压缩机的各种部件在内的应用。

转子型号
CONVERGE 的定义特征之一是它可以轻松处理复杂的移动几何图形。但是，当仿真带有转子的应用（例如风力涡轮机或四轴飞行器无人机）时，采用简化模型来降低仿真的计算费用可能是有益的。CONVERGE 4 引入了两个转子建模选项：致动器-线模型 （ALM） 和旋转致动器-盘模型 （RADM）。ALM 将每个叶片建模为由 2D 翼型点组成的致动器线，每个点的空气动力由表格 C 导出D-CL配置 文件。RADM 进一步简化了几何结构并计算了时间平均旋转效应。与 ALM 相比，RADM 允许更粗糙的网格分辨率和更大的时间步长，从而降低了计算成本。鉴于该模型的高效率，RADM 为大规模风电场研究打开了大门。

CONVERGE Studio 是 CONVERGE 的图形用户界面，现在包括 ParaView 的简化定制版本作为内置模块。ParaView 是一种流行的开源数据分析和可视化工具，CONVERGE Studio 中的 ParaView 模块已针对 CONVERGE 用户的后处理需求进行了定制。直接加载 CONVERGE 输出文件，创建绘图和图形，并生成高质量的图像和视频，以有效地传达仿真研究的结果。添加的 ParaView 模块使 CONVERGE Studio 成为模拟前处理和后处理的一站式商店。

在预处理方面，实施了一项新功能，使用户能够在 CONVERGE Studio 中创建自定义案例设置面板。自定义面板显示用户定义的案例设置输入和参数子集，这大大简化了用户界面。借助此功能，高级 CFD 用户可以为可能不是 CFD 专家的最终用户生成自定义面板，使他们能够轻松设置和运行特定类型的案例。

版本 4 中还添加了对几何表面进行四边形剖分的选项。四边形网格保留曲面特征，并且可以从输入三角形网格创建。此选项有利于为某些几何生成实体拟合镶嵌网格，从而提高稳定性、精度和收敛性。

CONVERGE 4 包括一个新的旋转校正功能，使您能够在 MRF 仿真中包含非轴对称特征（例如 VOF 射流、拉格朗日喷雾等）。当仿真具有移动几何结构的情况时，采用旋转校正方法的 MRF 可以显著缩短仿真运行时间，同时提供与传统瞬态仿真相当的结果。此功能对于油冷式电动机等应用非常有用。

CONVERGE 4 中的用户定义函数 （UDF） 框架已得到显著改进。新框架简化了大部分代码，并提供了对执行特定函数的时间的更大控制。此外，UDF 在新框架中更易于维护，这意味着使用 UDF 支持的客户端可以减少错误并缩短周转时间。

最后，CONVERGE 4 包括各种输入和输出更改。其中包括支持 CGNS 格式的后处理文件，使支持 CGNS 标准的所有后处理器都可以读取 CONVERGE POST 文件;原生支持由 CGNS 格式的任意多面体组成的镶嵌网格;以及包含镶嵌网格的情况的显著内存减少。

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icon产品特点

1.创新的网格划分
CONVERGE 具有完全自主的网格划分功能，可消除仿真过程中所有用户的网格划分时间。此外，CONVERGE 新颖的切割单元方法可以完美地表示您的几何形状（无论多么复杂），并且可以轻松适应移动的边界。这种方法避免了变形网格产生的数值粘度，并且无需大量的手动设置即可提供准确的结果。此外，自适应网格细化允许您通过在需要的时间和位置添加单元来解决关键流动现象，从而有效地为给定的计算费用实现最佳解决方案。

2.捕获重要的物理过程
要实现视觉上吸引人的仿真，要获得有用、逼真的结果，还需要精确的物理建模。CONVERGE 包含一套大量经过充分验证的物理模型，用于仿真从流固耦合和共轭传热到喷雾和燃烧的所有内容。此外，CONVERGE 还包括 SAGE 详细化学求解器，它与流动求解器完全耦合，以实现最大精度和效率。如果您有兴趣实现自定义模型，可以通过用户定义的函数 （UDF） 轻松实现，以自定义 CONVERGE 以满足您的需求。

3.加速研发
CONVERGE 旨在简化和加快从燃气涡轮发动机到机械心脏瓣膜等广泛应用的研究和设计过程。借助 CONVERGE，您可以执行全面的系统分析和优化，以便在构建昂贵的物理原型之前找到最佳设计。由于 3D CFD 仿真可能需要较长的运行时间，因此 CONVERGE 可在多个处理器上实现高度并行仿真，即使在数千个内核上也表现出出色的扩展性。利用这些功能可以大大缩短仿真的求解时间。总的来说，将CONVERGE纳入您的研发工作流程可以全面降低成本，并使您能够更快地将产品推向市场。

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