Virtual Wind Tunnel 虛擬風洞

Altair Virtual Wind Tunnel是Altair HyperWorks CAE系列的一部分。 一款專門致力於外流場空氣動力學研究的垂直應用軟體。

• 虛擬風洞（Virtual Wind Tunnel）

Altair HyperWorks Virtual Wind Tunnel（HyperWorks VWT）是一項新型的用於提供更高效的風洞模擬環境和用戶體驗的垂直應用技術。歸功於其高度自動化和流程化的模擬過程及高品質的CFD求解器 Altair AcuSolve， HyperWorks VWT能夠實現物體繞流的穩態或瞬態模擬。除了專注於汽車行業所關心的阻力和升力等氣動性能的預測外，VWT還可應用於建築、自行車和摩托車的空氣動力特性研究。

HyperWorks VWT融合了Altair多種最先進的技術，如高端的網格生成、高保真的流體模擬、豐富而強大的CFD後處理功能以及直觀的使用者介面。

• 精確、穩健和可擴展的CFD求解器

HyperWorks VWT的核心技術是Altair先進的計算流體動力學求解器——AcuSolve，因而在求解 速度、精確性和穩健性方面有著獨特的優勢。

Altair AcuSolve構架於共用和分散式記憶體的電腦系統，採用混合並行技術，可基於非結構化網格進行快速而高效的瞬態和穩態求解。對於大規模的計算核心，Altair AcuSolve 仍然具有顯著的加速比。

HyperWorks VWT採用雷諾平均Navier-Stokes (RANS)和分離渦（DES）技術來模擬湍流，預測流場和流動分離。其中，DES技術融合了經過細微調整的統計RANS技術和LES技術，前者用於近壁邊界層的建模，後者用於捕捉車輛尾跡的流動分離區域。

• 採用RANS方法進行穩態分析和DES方法進行瞬態模擬

採用RANS方法進行穩態分析和DES方法進行瞬態模擬均可以得到精確的外流場計算結果。

Altair AcuSolve的流固耦合（FSI）功能也集成在VWT中，支援外流場中柔性部件的分析，比如氣動擾流板。

轉動體（如車輪）通過指定一個壁面切向速度，從而在模擬的過程中考慮轉動效應。在汽車應用案例中，換熱器和冷凝器採用多孔介質模型建模，由此考慮這些部件的壓降。模擬中涉及的流體材料屬性可通過密度和粘度來定義，因此可類比特定溫度下的水和空氣。

• 先進的網格生成技術

HyperWorks VWT內嵌了一套快速、高效並完全自動化的非結構網格和邊界層網格的生成工具。可採用使用者定義的體網格加密區域實現體網格的局部加密，有助於捕捉重要的流動現象，如車輛或建築物的尾跡區。邊界層網格控制參數可全域或局部定義，力求在必要的區域細化網格的同時，最大程度地控制網格規模。汽車外流場分析（包括底盤、發動機艙和邊界層） 的體網格通常在幾個小時內即可生成。

• 分析報告

每次分析結束後，VWT會自動生成一份報告，包括網格統計、問題定義、求解設置以及計算結果（如阻力和升力的時間歷程曲線） 等內容。用戶可在計算域內定義監測點，以監測特定位置的流場變 化，比如壓力脈動值。另外， VWT也支持用戶自訂監測平面，便於後處理時繪製這些切面上的結果雲圖，比如汽車對稱面上的速度雲圖。所有的報告實體，如使用者定義的監測點的時間歷程曲線和監測平面的結果雲圖，都包含在了自動生成的報告中。

• 高度自動化的工作流程

HyperWorks VWT的圖形化使用者介面十分簡潔，包含了多種自動操作以減少用戶的工作量及提高建模的效率。使用者將氣動研究物件（比如車輛或建築物）的面網格導入VWT，設置物理模型和體網格控制參數，然後提交計算，便可得到一份模擬報告。在設計方案的評估階段，分析範本的重複使用有利於保證模擬條件和後處理的一致性。

 Virtual Wind Tunnel 優勢

• 致力於外流場空氣動力學研究
• 精確、穩健和可擴展的計算流體動力學求解器
• 高度流程化的模擬過程
• 自動化的定制報告生成