CONVERGE Studio是一款專業(yè)的熱流體分析軟件，這款軟件可以配合相應的自動網(wǎng)格生成功能來加速對應的計算流程，有效地提升工程師的效率，軟件可以完整的模擬高效率現(xiàn)代火花點火（SI）內(nèi)燃機設計中的爆震的預測，模擬自燃壓力波撞擊燃燒室的壁時的行為過程等，除此之外，還擁有自動網(wǎng)格劃分，全周期模擬等功能。

主要功能：

一、自主網(wǎng)格劃分

完全耦合，真正自動化的網(wǎng)格化意味著沒有更多的腳本，沒有更多的模板，也沒有更多的不良網(wǎng)格。利用CONVERGE CFD快速準確的自動網(wǎng)格劃分，再也不會再制作網(wǎng)格。

1、什么是自主的MESHING?

我們使用自動網(wǎng)格劃分這一短語來涵蓋CONVERGE的整套強大和創(chuàng)新的網(wǎng)格相關功能。具體來說，CONVERGE在運行時自動創(chuàng)建網(wǎng)格，在整個模擬過程中動態(tài)調(diào)整網(wǎng)格，并調(diào)用自適應網(wǎng)格細化以最大限度地提高精度和計算效率。繼續(xù)閱讀以獲取更多信息，了解CONVERGE強大的網(wǎng)格劃分功能如何幫助您減少設置仿真所需的時間，并將更多時間用于深入了解復雜的流量問題。

2、從您的工作流程中消除用戶的時間

許多CFD代碼需要耗時的手動網(wǎng)格生成或特定的模板或腳本來實現(xiàn)其自動網(wǎng)格劃分功能。另一方面，CONVERGE基于一些用戶定義的網(wǎng)格控制參數(shù)在運行時自動生成完全正交的網(wǎng)格。這種自動網(wǎng)格生成方法消除了所有用戶網(wǎng)格劃分時間。 CONVERGE可以輕松模擬最復雜的移動幾何形狀，并在每個時間步驟根據(jù)需要自動調(diào)整網(wǎng)格，以適當?shù)亟鉀Q流量。

3、重新定義網(wǎng)格何時何地需要

您需要準確的結果，并且需要快速完成。 CONVERGE創(chuàng)新的自適應網(wǎng)格細化(AMR)技術可在每個時間步長自動調(diào)整網(wǎng)格，在具有復雜現(xiàn)象的區(qū)域添加細胞，并消除不需要的細胞以產(chǎn)生準確的結果。這一戰(zhàn)略性改進確保了CONVERGE可以解決火焰前鋒和高速流動，同時最大限度地減少整體細胞數(shù)量。

二、復雜的運動幾何

1、最大限度地減少人造粘度

模擬移動幾何時，常見的方法是使用隨幾何移動的網(wǎng)格。移動網(wǎng)格會產(chǎn)生額外的數(shù)值(人工)粘度，從而模糊解決方案的特征并降低計算的準確性。然而，在CONVERGE中，網(wǎng)狀物是靜止的，以便最小化這種人造粘度。 CONVERGE包含優(yōu)化的自動網(wǎng)格生成算法，通過在每個時間步創(chuàng)建新網(wǎng)格來適應幾何運動。結果是更高的準確性。

2、復雜幾何的笛卡爾網(wǎng)格

對復雜幾何進行網(wǎng)格劃分的一種方法是使用非笛卡爾網(wǎng)格(例如，3D中的四面體單元)。當CFD模擬將此類網(wǎng)格與移動幾何體結合使用時，細胞會變形并可能存在缺陷。這些缺陷可能導致阻止模擬得出答案的不穩(wěn)定性。

CONVERGE的笛卡爾網(wǎng)格在數(shù)值上是穩(wěn)定的，這減少了診斷錯誤模擬結果的時間。

傳統(tǒng)笛卡爾網(wǎng)格的一個挑戰(zhàn)是通過階梯式方法或通過在邊界單元上進行單個平面切割來簡化幾何形狀。這些過程降低了計算的準確性。但是，在CONVERGE中，這不是問題。 CONVERGE采用獨特的切割單元方法，完美地表示用戶提供的底層幾何形狀。笛卡爾網(wǎng)格的另一個挑戰(zhàn)是解析未與網(wǎng)格對齊的邊界的邊界層。對于邊界層計算，CONVERGE的自適應網(wǎng)格細化特征可以增加邊界附近的網(wǎng)格分辨率，使得單元格大小足以預測邊界層效應。

三、完全耦合的化學

1、完全結合以獲得最佳結果

converge-best-resultsCONVERGE詳細的化學動力學求解器是一個強大的工具，用于在各種系統(tǒng)中對詳細化學進行建模。 CONVERGE中包含詳細的化學求解器，無需額外費用，并且與流量求解器完全耦合。這一獨特功能對于實現(xiàn)準確，高效的結果至關重要。

2、讓我們加快速度

我們知道您的計算資源是有價值的，CONVERGE采用各種加速策略使其詳細的化學求解器盡可能高效。設置這些加速策略是一個簡單的過程，您可以結合不同的策略。

3、不只是化學自動化!

除了完全耦合化學之外，CONVERGE還包含自適應網(wǎng)格細化的自動網(wǎng)格，以便在需要時隨時隨地進行細化。我們強大的網(wǎng)格劃分工具可創(chuàng)建準確有效的網(wǎng)格，從而及時產(chǎn)生網(wǎng)格收斂結果。這種網(wǎng)格化方法對于適當使用詳細的化學計算至關重要。

4、不斷創(chuàng)新

Convergent Science致力于廣泛改進燃燒建模。為了支持這一目標，我們成立了計算化學聯(lián)盟(C3)，該聯(lián)盟將行業(yè)，學術和政府合作伙伴聚集在一起，開發(fā)包括PAH和NOx化學在內(nèi)的詳細機制，創(chuàng)建用于生成替代和多燃料機制的工具，改進減少和合并工具，并使用燃燒容器和發(fā)動機數(shù)據(jù)驗證機制。對C3感興趣?在這里了解更多。

四、先進的物理模型

1、現(xiàn)實的挑戰(zhàn)

在內(nèi)燃機，壓縮機或燃氣輪機中，復雜性至關重要。為了獲得準確的結果，您的CFD軟件必須包含強大的物理模型，并且它必須耦合這些模型，以便它可以解釋在許多系統(tǒng)中同時發(fā)生多個物理過程的事實。

2、滿足您需求的多種選擇

CONVERGE包括最先進的物理模型，可用于各種現(xiàn)象，包括化學，湍流，多相流體流動，噴霧和輻射，并自動耦合這些模型，因此您無需這樣做。如果您正在尋找更短的運行時間，您可以選擇CONVERGE的簡化燃燒模型之一。如果準確性至關重要，CONVERGE詳細的化學動力學求解器將幫助您獲得所需的結果。對于湍流建模，您可以從眾多RANS和LES模型中進行選擇。對于噴霧建模，CONVERGE可以捕獲從液體注入和噴霧破碎到液滴/壁相互作用和蒸發(fā)的物理過程。 CONVERGE還包括幾個流體建模選項，用于模擬多相流。

我們的軟件工程師不斷在CONVERGE中添加和改進物理模型，我們與其他組織合作，確保CONVERGE中的物理模型始終是最先進的。例如，我們正在與IFP Energies nouvelles進行多年合作，以更新并為CONVERGE添加燃燒，火花和后處理模型。我們繼續(xù)努力確保CONVERGE能夠在最短的時間內(nèi)提供。

五、共軛傳熱

1、預測流體 - 固體傳熱

在一個簡單的世界中，您可以模擬流體流動并假設容器的壁處于恒定溫度或甚至是絕熱的。然而，實際上，流體與其容器之間可能存在顯著的熱傳遞，因此您的CFD軟件必須能夠解釋這種現(xiàn)象。內(nèi)燃機是這種應用的一個例子。

2、模擬傳熱

內(nèi)燃機行業(yè)正朝著模擬整個系統(tǒng)而非獨立組件的方向發(fā)展。共軛傳熱(CHT) - 同時預測區(qū)域流體和固體部分的傳熱 - 在全發(fā)動機模擬中至關重要。氣缸中預測燃燒的準確度取決于氣缸中的溫度邊界條件。通過考慮模擬中的金屬部件(例如，汽缸蓋，襯套，活塞等)中的熱傳遞，汽缸壁不再具有用戶指定的溫度，而是具有作為系統(tǒng)模擬的一部分預測的溫度。這通過減少對邊界條件的依賴性使得整體模擬結果更具預測性。

解決流體和固體區(qū)域時存在一些挑戰(zhàn)。要克服的最大挑戰(zhàn)是與流體和固體相關的時間尺度的差異。通常，固體中的熱傳遞比由圓筒中的流體流動所指示的對流和擴散時間尺度更慢地發(fā)生。例如，當您在低溫下啟動汽車時，燃燒幾乎立即發(fā)生，而冷卻劑需要幾分鐘(數(shù)千個循環(huán))才能達到穩(wěn)態(tài)溫度。時間尺度上的這種差異對于CFD模擬是有問題的，因為每個周期在計算上可能是昂貴的。

CONVERGE提供了一種稱為超級循環(huán)的替代方法，用于克服時間尺度差異。在超循環(huán)中，流體溶解器周期性地冷凍，同時允許固體中的熱傳遞進入穩(wěn)態(tài)。 CONVERGE在同一模擬中解決流體和固相，無需停止并重新開始模擬。超級循環(huán)顯著降低了CHT模擬的計算成本。

六、流體 - 結構相互作用

1、捕獲實際流體 - 結構相互作用

在簡化的模擬中，流體將穿過實體結構而不會引起拓撲的任何變形。然而，實際上，在流體模擬中計算的流體壓力和剪切應力導致固體變形。因此，捕獲流體和固體之間的力和相互作用以獲得真實的模擬結果是很重要的。

CONVERGE CFD軟件可讓您輕松建模剛體流體 - 結構相互作用(FSI)。此外，CONVERGE還支持剛體結構的擴展，包括梁變形和基于脈沖的接觸模型。 CONVERGE在每個時間步長自動生成網(wǎng)格，然后使網(wǎng)格適應對象的運動，可以先驗地規(guī)定或基于流體力在模擬期間計算。例如，當模擬彈簧閥，渦輪葉片，壓縮機板閥，儲存分離或簧片閥時，該特征可能是有用的。

FSI模擬的本質是流體施加的力可能會以您無法預料的方式使物體變形。在CONVERGE中，當FSI對象變形時，自適應網(wǎng)格細化會增加需要更高分辨率的區(qū)域中的網(wǎng)格分辨率。這允許通過在需要時將單元放置在需要它們的位置來最佳地使用計算單元。

2、流場內(nèi)的復雜相互作用

CONVERGE中強大的FSI功能還具有其他一些有用的功能。您可以為FSI對象指定多個約束和多個自由度。這樣，您可以配置具有規(guī)定運動的FSI對象，該對象也將受到流體 - 結構交互期間生成的力的影響。

此外，CONVERGE現(xiàn)在有一個接觸模型，能夠檢測并正確處理與墻壁和物體之間的相互作用。

七、第三方整合

1、骯臟的幾何?我們給你帶來了很多

dirty-geometry-polygonicaCONVERGE Studio具有強大的本機工具，可用于創(chuàng)建，操作和修復幾何圖形，為您提供CONVERGE模擬所需的無錯表面。為了擴展我們的能力，我們與Polygonica *和Sculptor *合作，在CONVERGE Studio中集成了更多工具包。這些工具加快了幾何清理過程，簡化了預處理工作流程。

2、沒有服務器?沒問題

雖然可以在合理的時間內(nèi)在本地計算機上串行執(zhí)行小型CONVERGE CFD仿真，但對于更大的仿真，并行運行的服務器群集更有效。我們知道維護自己的服務器并不容易，因此我們與云提供商合作，以便您可以按使用付費運行CONVERGE。

3、CONVERGE + GT-SUITE

CONVERGE和GT-SUITE提供簡化的集成，允許任一程序的用戶利用兩個程序的強大功能。

GT-SUITE用戶可以訪問CONVERGE Lite，它是CONVERGE的簡化版本，包括CONVERGE強大而精確的3D流量求解器，可以模擬復雜的幾何形狀而無需用戶進行網(wǎng)格劃分。 CONVERGE Lite具有易于使用的界面，可通過一次創(chuàng)建多個案例來快速設置模擬和執(zhí)行參數(shù)研究。

擁有GT-SUITE許可證的CONVERGE用戶可以利用CONVERGE詳細的化學求解器，多相流建模和其他強大功能，同時執(zhí)行先進的CONVERGE + GT-SUITE耦合仿真。耦合應用包括發(fā)動機汽缸聯(lián)接，排氣后處理聯(lián)接和流體 - 結構相互作用聯(lián)接。

4、可視化，分析，優(yōu)化

模擬完成后，您需要一種可視化結果的方法。 CONVERGE的post_convert工具可以輕松地將單個單元格數(shù)據(jù)轉換為各種后處理格式，包括EnSight，F(xiàn)ieldView，ParaView和Tecplot。

八、高性能計算

1、平衡法

我們擁抱創(chuàng)新技術的尖端，同時保持CONVERGE CFD軟件的可靠性和穩(wěn)定性。

計算機硬件繼續(xù)快速發(fā)展，導致更快的內(nèi)核，更小的部件，并大大提高了計算資源的可用性。此外，有效利用這些不斷增加的硬件選項的軟件解決方案繼續(xù)快速發(fā)展。

2、利用切邊

Convergent Science與多個國家實驗室合作，不斷改進我們的軟件，并充分利用硬件的最新進展。例如，我們與阿貢國家實驗室長期合作，繼續(xù)對我們的CONVERGE CFD軟件進行各種改進。我們與行業(yè)合作伙伴合作，確保CONVERGE有效擴展。

CFD行業(yè)正朝著軟件中的多核架構發(fā)展，模擬正在從少數(shù)內(nèi)核轉移到數(shù)十萬個內(nèi)核。對于沒有自己維護和運行集群的架構的客戶，我們會主動測試云服務提供商并與之合作。

3、提高了能力，提高了能力

增加計算資源可用性的禮物可以讓您捕獲更復雜的現(xiàn)象。在這種情況下，CFD軟件的整體可擴展性變得至關重要。并行化對于具有大細胞計數(shù)的模擬最有用。 CONVERGE的詳細化學求解器幾乎完美地并行縮放，并且與流動求解器分開并行化，這更有效。

九、便于使用

1、CONVERGE可以解決復雜的問題，但使用它并不復雜

CONVERGE包括CONVERGE Studio，這是一個用戶友好的圖形用戶界面，旨在加快和簡化預處理和后處理。您可以將CAD幾何圖形導入CONVERGE Studio并運行診斷工具以查找?guī)缀螆D形的問題，然后可以使用強大的幾何圖形工具進行修復。接下來，您可以設置您的案例，CONVERGE Studio提供有用的提醒并始終識別潛在問題。在模擬過程中，您可以輕松監(jiān)控關鍵變量。模擬完成后，您可以創(chuàng)建繪圖并將二進制CONVERGE輸出轉換為您首選的3D可視化軟件可讀的格式。

2、剛開始?我們會握住你的手

CONVERGE Studio還包含由幾何和附帶的輸入?yún)��?shù)組成的示例案例。您可以運行這些案例(并閱讀相應的快速設置指南)以熟悉CONVERGE以及特定類型案例的設置。我們的快速安裝指南解釋了各種情況的細微差別，涵蓋了設置案例的重要部分，并提供了模擬結果的分析。我們包括一些例子，例如帶有多組分燃料的發(fā)動機部門，固體管道與其中流動的流體之間的共軛傳熱分析等等。如果您有類似的情況，您只需編輯其中一個示例案例，而不是從頭開始新案例。

安裝方法：

1、雙擊“CONVERGE_Studio_v2.4win64_062018.msi”進入到軟件安裝向導

2、點擊next選擇軟件安裝目錄，默認為“C:\Program Files\CONVERGE Studio\v2.4\”

3、然后點擊install就會開始CONVERGE Studio的安裝了

4、稍等一會兒安裝完成

5、將破解補丁復制到軟件根目錄下選擇替換操作，默認路徑為：C:\Program Files\CONVERGE Studio\v2.4

6、然后運行軟件就可以了

版本特色：

1求解器

穩(wěn)態(tài)求解器：v2.4加入了更快更高精度的穩(wěn)態(tài)求解器，它同樣使用于穩(wěn)態(tài)燃燒的計算。

運動參考坐標系（movingreference frame, MRF）：MRF有助于簡化含有運動/旋轉邊界的模型設置。CONVERGE本身已經(jīng)簡化了運動邊界的設置。MFR進一步縮短了此類問題的計算時間，因為減少了專門為移動邊界每個時間步長都重新生成網(wǎng)格的必要性。

2效率

多線程計算：多線程可以減少絕大多數(shù)計算的內(nèi)存占用。只需要在提交命令中加入-T 即可實現(xiàn)該功能。

3材料

熱力學文件格式：支持NASA-9格式的熱力學文件。

4化學反應和排放

表面化學反應：V2.4可以模擬氣相和固相間的表面化學反應。反應可以發(fā)生在靜止的邊界上或多孔介質中。

NOx模型：V2.4加入了Prompt NOx模型。

機理文件調(diào)整：V2.4加入了自動的化學反應機理調(diào)整功能。該功能依據(jù)零維計算（滯燃期）和一維計算（層流火焰速度）。此功能可以和遺傳算法相結合。

一維燃燒計算：提升了層流火焰速度求解器，新加入了PISO算法。

5噴霧

歐拉-拉格朗日噴霧物化（Eulerian-LagrangianSpray Atomization, ELSA）模型：新加入的ELSA模型結合了歐拉的多項流模擬和拉格朗日的液粒追蹤功能。

詳細的尿素分解模型：V2.4加入的這個模型由CSI和法國石油研究所（IFPEN）共同開發(fā)�？梢阅�擬熔融狀態(tài)下尿素固體顆粒的分解過程。此模型剛剛開發(fā)完成，以后還會有更多升級。

針對液膜的自適應網(wǎng)格加密：此功能最大限度降低網(wǎng)格尺寸對液膜模型的影響。

6湍流

DES (Detached Eddy Simulation) 模型：新加入了Delayed DES 和the ImprovedDelayed DES兩個模型。

RANS k-epsilon模型：V2.4加入v2-f 和zeta-f兩個模型。

7
流固耦合

表面復制功能：在CHT模擬中，有時需要計算幾個部分的傳熱（比如，在多缸機CHT計算中，用戶可能需要計算每一個氣缸中燃燒室和缸蓋間的傳熱）。在表面復制功能中，用戶只需計算一個缸的燃燒，然后將一個缸的傳熱映射到其他缸中，從而提升計算速度。

2.4版本Studio的提升如下

1化學模塊

多組分燃料設置：此此功能讓用戶組合幾種單一燃料。讓其物化特性和復雜燃料相同。

伴隨敏感性分析 (Adjointsensitivity analysis, ASENS)：ASENS比普通的零維敏感性分析更快，并且產(chǎn)生的文件大小更小。

反應機理調(diào)整：此功能用到零維和一維模塊為遺傳算法提供輸入。

2遺傳算法模塊

遺傳算法模塊：V2.4新加入了此模塊。它能倒入，設置，導出此遺傳算法需要的文件。用戶可以很方便設置遺傳算法的算例。