[發布]專業電磁流體仿真軟件USim2.0發布

發布日期:2014-1-24 0:42:30 來源: Tech-X

美國Tech-X公司發布專業電磁流體仿真軟件USim2.0

1. USim2.0軟件發布

2014110日,美國Tech-X公司發布專業電磁流體仿真軟件USim2.0

USim軟件是專業的電磁流體仿真軟件,求解含化學反應的等離子體流體模型。可以仿真高能量密度等離子體(Z-PinchLaser ICFFRC、等離子體焦點)、高超聲速電磁流體(再入、黑障、導流減阻)、天體物理(磁重聯、吸積盤)、熱放電等離子體(等離子體炬、電弧、毛細管放電)等領域中的高端科研模型。非結構網格建模能力可以處理各種複雜的幾何結構,能夠研究相關商業和國防項目中的重要物理問題。

       USim軟件的典型應用範圍包括:

  1) 高能量密度物理

      Laser ICFZ-PinchFRC、稠密等離子體焦點

  2) 高超聲速流體

      再入、黑障、導流、減阻

  3) /放電等離子體

      電弧/等離子體炬、等離子體助燃、等離子體風洞、等離子體噴塗、毛細管放電

  4) 天體物理

      磁重聯、吸積盤

 

2. USim 2.0功能特征

2.1 基本流體力學特性

  a) 標準流體力學方程(Euler方程,N-S方程)、磁流體方程(單流體,二流體,霍爾磁流體)求解

  b) 高分辨率激波捕捉算法

  c) 支持結構和非結構網格、貼體網格。基於GMSH格式的非結構化網格以及ExodusII格式的3維非結構網格的大規模並行運算

  d) 二方程RANS湍流模型

  e) 支持直角坐標和柱坐標

2.2 化學和多組分流體仿真

  a) 多組分多溫度流體(含多組分等離子體),含組分間的碰撞輸運

  b) 組分間的化學反應,支持用戶自定義的化學反應方程和反應係數

  c) 中性流體和等離子體的混合流動

  d) 固體壁麵的熱燒蝕

2.3 電磁場仿真

  a) 支持在流體計算中耦合Maxwell方程組,研究電磁波在等離子體中的傳播

  b) 3Poisson方程求解器支持非線性和各項異性係數,可在三維非結構網格上求解靜電或擴散問題。

2.4 專門應用

  a) 黑障通訊問題及地麵實驗的第一原理模型研究

  b) 電弧和等離子體炬的完整等離子體模擬能力

2.5 USim模塊特征

USim包含USimBaseUSimHSUSimHEDP模塊,其特征如下表。

USimBase模塊適用於流體和等離子體基本問題模擬。USim Base版提供簡單幾何下歐拉方程和理想磁流體方程的求解器。通過對一些經典問題,如激波管、Kelvin-Helmholtz不穩定性、Rayleigh-Taylor不穩定性、磁化Z箍縮等問題的求解,用戶可以獲得對流體和等離子體物理及其數值模擬基本概念的理解。

關於Kelvin - Helmholtz不穩定性線性增長結束段的模擬,圖中給出密度分布。

關於Rayleigh - Taylore不穩定性線性增長結束段的模擬,圖中給出密度分布。

不穩定磁化Z箍縮非線性段的模擬密度分布。

非結構網格可壓縮超聲速流密度分布。

非結構網格可壓縮超聲速流馬赫數。

USimHS (Hypersonics)模塊可以用於研究外層大氣中的多組分等離子體流動問題,包括多組分流動、高速粘性流體以及等離子體物理等特性,是目前唯一用於研究這類問題的商業化電磁流體模擬軟件。USimHS提供了超音速等離子體的流體模擬能力,特別適合於飛行器再入的黑障研究和超音速飛機設計。它支持對粘性流體、多組分流、多離子等離子體的建模。非結構網格建模能力可以處理各種複雜的幾何結構,能夠跟蹤相關商業和國防項目中的重要物理問題。

繞柱超音速層流的模擬,顯示了弓形激波的產生及穩定尾流。

鈍頭物理再入模擬,使用了七種組分的化學反應。

3D鈍頭物體再入模擬,包含了再入的攻角和化學反應

USimHEDP (High energy density plasmas)模塊用於高能密度物理模型,研究物質在極高溫度和壓力下的行為。USim提供尖端的模擬算法來處理這些極端條件下的物理問題。無論你研究的是磁重聯還是內爆物理,USimHEDP都是唯一可以用於這類高能密度物理問題的商業化程序。

GEM二流體磁重聯模擬。

Plasma Liner實驗中的等離子體束合並模擬。

磁噴管中等離子體流動模擬,跟蹤等離子體噴流在磁場中的運動

USimHSUSimHEDP的聯合應用:

USimHSUSimHEDP聯用用來處理同時具有中性流和等離子體流以及電磁場的流動-化學反應問題。這包含電磁波在複雜流體中的傳播、電弧和等離子體炬等重要工程問題。

飛行器黑障通訊過程的3D模擬,跟蹤電磁波在黑障附近的傳播

2D軸對稱等離子體炬仿真,圖中顯示了穩態炬的分布

3. Tech-X公司介紹

Tech-X公司專門開發並使用最前沿的科學和工程計算方法來解決工程問題。通過現代模擬技術、高級可視化和分布式計算技術,澳門威尼斯人導航網址的軟件和谘詢服務可以為商業和科研客戶節省成本,降低技術風險。

Tech-X公司總部設在美國科羅拉多州博爾德市,致力於前沿科技與革新技術領域,是一家極具創業精神和活力的公司。澳門威尼斯人導航網址通過合作和產品開發為客戶提供技術解決方案,並致力於科學和工程技術的改進和完善。澳門威尼斯人導航網址公司的產品組成包括:科學仿真軟件產品、谘詢服務和聯邦政府資助項目三部分。

Tech-X公司科研團隊70多人,三分之二為博士學位。他們以技能的專業化和技術的創新性為最終追求,同時致力於創造能夠實現大規模計算以及更好的理解物理過程的軟件產品,即在台式機到超級計算機各類計算機係統上,均能實現與等離子體物理、聚變、加速器技術相關的物理係統和過程的模擬,以增加對複雜物理現象的認識。

Tech-X公司的產品主要包括專業電磁粒子仿真軟件VSim、專業電磁流體仿真軟件USim和專業共聚物與納米複合材料仿真軟件PSim

4. Tech-X創始人介紹

John R. Cary博士,總裁

John R. Cary教授在加州大學歐文分校獲數學物理學士學位;在加州大學柏克萊分校獲物理碩士和博士學位;在洛斯阿拉莫斯國家實驗室工作兩年;又在聚變研究所(德克薩斯大學)工作了四年;1984John R. Cary教授到美國科羅拉多州博爾德市科羅拉多大學擔任教授。

 John R. Cary教授的研究方向有計算物理、等離子體物理、束物理和非線性動力學。在學術期刊上發表論文80餘篇,邀請報告50餘次。他目前主要的研究方向是用於物理模型分析的高性能計算和分布式計算。在1994John R. Cary教授成立了Tech-X公司,這正是源於他對用創新型數值計算方法解決實際問題的渴求。

       

5. 澳門威尼斯人導航網址科技公司介紹

專業工程軟件與技術開發服務提供商

上海澳門威尼斯人導航網址信息科技有限公司(簡稱澳門威尼斯人導航網址科技)是一家專業工程軟件與技術開發服務提供商。澳門威尼斯人導航網址科技致力於為國防軍工、核工業、能源電力、航空航天、鐵道船舶、高壓電氣、可再生能源等高科技行業提供產品設計分析、仿真模擬驗證、係統解決方案以及工程谘詢服務的專業技術公司。澳門威尼斯人導航網址堅持以等離子體、電磁流體、電磁場、溫度場、結構力場、流體力場等設計分析為核心,以係統建模與仿真技術為手段,以員工和公司的持續學習能力為保障,以解決用戶難題、超越客戶需求為目標,通過專業的技術知識和服務流程,為客戶提供經濟、高效、可靠的解決方案和專業的技術谘詢服務,以幫助客戶實現技術創新、提高效益和增強競爭力。

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