[发布]专业电磁流体仿真软件USim2.0发布

发布日期:2014-1-24 0:42:30 来源: Tech-X

美国Tech-X公司发布专业电磁流体仿真软件USim2.0

1. USim2.0软件发布

2014110日,美国Tech-X公司发布专业电磁流体仿真软件USim2.0

USim软件是专业的电磁流体仿真软件,求解含化学反应的等离子体流体模型。可以仿真高能量密度等离子体(Z-PinchLaser ICFFRC、等离子体焦点)、高超声速电磁流体(再入、黑障、导流减阻)、天体物理(磁重联、吸积盘)、热放电等离子体(等离子体炬、电弧、毛细管放电)等领域中的高端科研模型。非结构网格建模能力可以处理各种复杂的几何结构,能够研究相关商业和国防项目中的重要物理问题。

       USim软件的典型应用范围包括:

  1) 高能量密度物理

      Laser ICFZ-PinchFRC、稠密等离子体焦点

  2) 高超声速流体

      再入、黑障、导流、减阻

  3) /放电等离子体

      电弧/等离子体炬、等离子体助燃、等离子体风洞、等离子体喷涂、毛细管放电

  4) 天体物理

      磁重联、吸积盘

 

2. USim 2.0功能特征

2.1 基本流体力学特性

  a) 标准流体力学方程(Euler方程,N-S方程)、磁流体方程(单流体,二流体,霍尔磁流体)求解

  b) 高分辨率激波捕捉算法

  c) 支持结构和非结构网格、贴体网格。基于GMSH格式的非结构化网格以及ExodusII格式的3维非结构网格的大规模并行运算

  d) 二方程RANS湍流模型

  e) 支持直角坐标和柱坐标

2.2 化学和多组分流体仿真

  a) 多组分多温度流体(含多组分等离子体),含组分间的碰撞输运

  b) 组分间的化学反应,支持用户自定义的化学反应方程和反应系数

  c) 中性流体和等离子体的混合流动

  d) 固体壁面的热烧蚀

2.3 电磁场仿真

  a) 支持在流体计算中耦合Maxwell方程组,研究电磁波在等离子体中的传播

  b) 3Poisson方程求解器支持非线性和各项异性系数,可在三维非结构网格上求解静电或扩散问题。

2.4 专门应用

  a) 黑障通讯问题及地面实验的第一原理模型研究

  b) 电弧和等离子体炬的完整等离子体模拟能力

2.5 USim模块特征

USim包含USimBaseUSimHSUSimHEDP模块,其特征如下表。

USimBase模块适用于流体和等离子体基本问题模拟。USim Base版提供简单几何下欧拉方程和理想磁流体方程的求解器。通过对一些经典问题,如激波管、Kelvin-Helmholtz不稳定性、Rayleigh-Taylor不稳定性、磁化Z箍缩等问题的求解,用户可以获得对流体和等离子体物理及其数值模拟基本概念的理解。

关于Kelvin - Helmholtz不稳定性线性增长结束段的模拟,图中给出密度分布。

关于Rayleigh - Taylore不稳定性线性增长结束段的模拟,图中给出密度分布。

不稳定磁化Z箍缩非线性段的模拟密度分布。

非结构网格可压缩超声速流密度分布。

非结构网格可压缩超声速流马赫数。

USimHS (Hypersonics)模块可以用于研究外层大气中的多组分等离子体流动问题,包括多组分流动、高速粘性流体以及等离子体物理等特性,是目前唯一用于研究这类问题的商业化电磁流体模拟软件。USimHS提供了超音速等离子体的流体模拟能力,特别适合于飞行器再入的黑障研究和超音速飞机设计。它支持对粘性流体、多组分流、多离子等离子体的建模。非结构网格建模能力可以处理各种复杂的几何结构,能够跟踪相关商业和国防项目中的重要物理问题。

绕柱超音速层流的模拟,显示了弓形激波的产生及稳定尾流。

钝头物理再入模拟,使用了七种组分的化学反应。

3D钝头物体再入模拟,包含了再入的攻角和化学反应

USimHEDP (High energy density plasmas)模块用于高能密度物理模型,研究物质在极高温度和压力下的行为。USim提供尖端的模拟算法来处理这些极端条件下的物理问题。无论你研究的是磁重联还是内爆物理,USimHEDP都是唯一可以用于这类高能密度物理问题的商业化程序。

GEM二流体磁重联模拟。

Plasma Liner实验中的等离子体束合并模拟。

磁喷管中等离子体流动模拟,跟踪等离子体喷流在磁场中的运动

USimHSUSimHEDP的联合应用:

USimHSUSimHEDP联用用来处理同时具有中性流和等离子体流以及电磁场的流动-化学反应问题。这包含电磁波在复杂流体中的传播、电弧和等离子体炬等重要工程问题。

飞行器黑障通讯过程的3D模拟,跟踪电磁波在黑障附近的传播

2D轴对称等离子体炬仿真,图中显示了稳态炬的分布

3. Tech-X公司介绍

Tech-X公司专门开发并使用最前沿的科学和工程计算方法来解决工程问题。通过现代模拟技术、高级可视化和分布式计算技术,我们的软件和咨询服务可以为商业和科研客户节省成本,降低技术风险。

Tech-X公司总部设在美国科罗拉多州博尔德市,致力于前沿科技与革新技术领域,是一家极具创业精神和活力的公司。我们通过合作和产品开发为客户提供技术解决方案,并致力于科学和工程技术的改进和完善。我们公司的产品组成包括:科学仿真软件产品、咨询服务和联邦政府资助项目三部分。

Tech-X公司科研团队70多人,三分之二为博士学位。他们以技能的专业化和技术的创新性为最终追求,同时致力于创造能够实现大规模计算以及更好的理解物理过程的软件产品,即在台式机到超级计算机各类计算机系统上,均能实现与等离子体物理、聚变、加速器技术相关的物理系统和过程的模拟,以增加对复杂物理现象的认识。

Tech-X公司的产品主要包括专业电磁粒子仿真软件VSim、专业电磁流体仿真软件USim和专业共聚物与纳米复合材料仿真软件PSim

4. Tech-X创始人介绍

John R. Cary博士,总裁

John R. Cary教授在加州大学欧文分校获数学物理学士学位;在加州大学柏克莱分校获物理硕士和博士学位;在洛斯阿拉莫斯国家实验室工作两年;又在聚变研究所(德克萨斯大学)工作了四年;1984John R. Cary教授到美国科罗拉多州博尔德市科罗拉多大学担任教授。

 John R. Cary教授的研究方向有计算物理、等离子体物理、束物理和非线性动力学。在学术期刊上发表论文80余篇,邀请报告50余次。他目前主要的研究方向是用于物理模型分析的高性能计算和分布式计算。在1994John R. Cary教授成立了Tech-X公司,这正是源于他对用创新型数值计算方法解决实际问题的渴求。

       

5. 锦科科技公司介绍

专业工程软件与技术开发服务提供商

上海锦科信息科技有限公司(简称锦科科技)是一家专业工程软件与技术开发服务提供商。锦科科技致力于为国防军工、核工业、能源电力、航空航天、铁道船舶、高压电气、可再生能源等高科技行业提供产品设计分析、仿真模拟验证、系统解决方案以及工程咨询服务的专业技术公司。我们坚持以等离子体、电磁流体、电磁场、温度场、结构力场、流体力场等设计分析为核心,以系统建模与仿真技术为手段,以员工和公司的持续学习能力为保障,以解决用户难题、超越客户需求为目标,通过专业的技术知识和服务流程,为客户提供经济、高效、可靠的解决方案和专业的技术咨询服务,以帮助客户实现技术创新、提高效益和增强竞争力。

通过创造、开发、集成先进设计分析手段与服务,提升企业院所高校的创新能力和科技进步!

锦科科技-专业工程软件与技术开发服务提供商

www.btitgroup.com info@btitgroup.com