• 致力于外流场空气动力学研究 • 精确、稳健和可扩展的计算流体动力学 求解器 • 高度流程化的仿真过程 • 自动化的定制报告生成

关于虚拟风洞 （Virtual Wind Tunnel） Virtual Wind Tunnel（VWT）是 一项新型的用于提供更高效的风洞仿真 环境和用户体验的垂直应用技术。归功 于其高度自动化和流程化的仿真过程及 LBM 算法求解器 Altair ultraFluidX™ ， VWT 能够实现物体绕流的高精度瞬态 仿真。除了专注于汽车行业所关心的阻 力和升力等气动性能的预测外，VWT  还可应用于建筑、自行车和摩托车的空 气动力特性研究。 VWT 融合了 Altair Simulation 多 种最先进的技术，如概念设计功能，无 网格流体求解器、丰富而强大的 CFD 后 处理功能以及直观的用户界面。 精确、稳健和可扩展的 CFD 求解 器 VWT 的核心技术是 Altair 先进的 计算流体动力学求解器— ultraFluidX ， 因而在求解速度、精确性和稳健性方面 有着独特的优势。 ultraFluidX 基于晶格玻尔兹曼 （LBM）算法，相比于传统的FVM/FEM  方法，数值耗散更低，前处理流程更简 便。 得益于 GPU 的硬件加速性能，上亿 格子数量的整车虚拟风洞模型可以在单 台 GPU 服务器上一晚完成计算。 采用 RANS 方法进行稳态分析和 DES 方法进行瞬态模拟均可以得到精确 的外流场计算结果。AcuSolve 的流固耦 合（FSI）功能也集成在 VWT 中，支持 外流场中柔性部件的分析，比如气动扰 流板。 转动体（如车轮）通过指定一个壁 面切向速度，从而在仿真的过程中考虑 转动效应。在汽车应用案例中，换热器 和冷凝器采用多孔介质模型建模，由此 考虑这些部件的压降。仿真中涉及的流 体材料属性可通过密度和粘度来定义， 因此可模拟特定温度下的水和空气。 草图和几何创建工具 用户可以从草图创建，编辑几何特 征，比如点，线，面，多边形，圆，椭 圆，圆弧，样条等等。也可以采用拉 伸，镜像，阵列，补丁，布尔，切割等 工具创建、编辑实体几何。因此可以快 速的创建或简化模型。 PolyNURBS 工具 PolyNURBS 工具允许用户快速创 建平滑且连续的自由形状实体。此功能 通常用于空气动力学高级曲面的建模， 以及自定义 LBM 格子空间局部加密的范 围。 风洞参数设置 用户可以在 VWT 中设置和实际物理 风洞一致的参数，例如：风洞的尺寸，来 流风速，边界层抽吸的位置，地面移动系 统，车辆前后轮的悬架高度，多孔介质的 阻力特性，空气的物性参数。 用户可以交互式的创建监测面，监测 点，检查、定位模型泄露位置，设置人工 湍流扰动发生器，特征识别（换热器，风 扇，车轮），设置多种格子加密方式 （FarField / Box / oset / Custom） 转动物体建模 轮胎和轮毂的空气动力学性能得到 了许多汽车 OEM 厂商的重视。VWT 可 以设置三种模拟方式：Rotating Wall /  MRF / Overset Mesh，计算精度和成 本依次提高。 VWT 也可模拟风扇的自由传播声场 环境，设置虚拟麦克风位置，风扇旋转 区域识别为 Overset Mesh ，整个计算 声学 CAA 模型和空气动力学模型采用同 样的设置。噪声信号的处理采用 HyperWorks 其他模块完成。 分析报告 每次分析结束后，VWT 会利用脚本 自动生成一份 PDF / PPT 报告，包括计 算硬件环境、空气动力学参数统计，风洞 参数定义、求解设置以及计算结果。如升 阻力发展曲线，各部件风阻贡献量，压力 等值面，压力系数云图，空间三维流线 等。当然用户也可以采用手动后处理  CFD 结果。 高度自动化的工作流程 VWT 的图形用户界面十分简洁，包 含了多种自动操作以减少用户的工作量 及提高建模的效率。用户将气动研究对 象（比如车辆或建筑物）的面网格导入 VWT，设置物理模型和局部加密控制参 数，然后提交计算，便可得到一份仿真 报告。由于 LBM 方法对输入 STL 模型 允许穿透，重叠，节点不连续，因此部 件替换尤其方便。VWT 所有的设置都可 以保存为 XML 模板，分析模板的重复使 用有利于保证仿真条件和后处理的一致 性。