?？怂箍?/a>正式發(fā)布Cradle CFD 2025.1，此版本涵蓋在電池安全建模方面的最新成果：

新版本中，scFLOW中新增了動力學(xué)驅(qū)動的熱失控模型?，F(xiàn)在可以在scPOST中可視化穩(wěn)態(tài)3D-ROM文件，并且在 scFLOW中進行參數(shù)化研究的設(shè)置、提交和監(jiān)控變得前所未有的簡便。使用體素擬合網(wǎng)格劃分器時，新版本軟件可以按部件設(shè)置面片精度，以實現(xiàn)更好的表面捕捉。通過利用scFLOW與LOGEacs燃燒進程變量 (CPV) 模塊之間的連接，工業(yè)爐內(nèi)的燃燒模擬現(xiàn)在可以非?？焖俚剡\行。使用非連續(xù)網(wǎng)格（旋轉(zhuǎn)域）或DEM求解器時的模擬時間更短，而新的AMG求解器在處理耦合問題時增強了魯棒性。多孔介質(zhì)中的固體部件現(xiàn)在可以在求解器級別進行建模，無需表示復(fù)雜的內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)。在scSTREAM中輸入大型數(shù)據(jù)表現(xiàn)在既快速又簡單，鼓風(fēng)機組件可以使用出口速度剖面。scPOST現(xiàn)在能更好地處理大型數(shù)據(jù)集，其等待時間和內(nèi)存使用量顯著減少。

這些新功能彰顯了Cradle CFD新版本以精準(zhǔn)、簡便和可靠的方式解決流體動力學(xué)和熱管理問題的技術(shù)革新。為了更深入地了解新版本的功能亮點，我們邀請到海克斯康工業(yè)軟件專家蔣釗，為大家詳細(xì)講解并演示Cradle CFD 2025.1的新功能，歡迎預(yù)約直播！

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7月8日 14:00 

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Cradle CFD 新功能亮點    

亮點 01

電池?zé)峁芾砼c安全

■ 電池動力學(xué)驅(qū)動的熱失控

Cradle CFD 2025.1實現(xiàn)一個新的熱模型，該模型使用阿倫尼烏斯方程（Arrhenius equation）模擬鋰離子電池的熱失控。作為之前引入的半經(jīng)驗熱失控模型的替代方法，現(xiàn)在無需輸入預(yù)先存在的實驗數(shù)據(jù)即可獲得詳細(xì)的電池發(fā)熱量，而是通過直接模擬SEI（固體電解質(zhì)界面膜）分解、電極與電解質(zhì)之間的反應(yīng)以及電解質(zhì)分解等幾種內(nèi)部現(xiàn)象來實現(xiàn)。

■ 圖形顯示功能（ARC 測試數(shù)據(jù)預(yù)處理）

此功能增強了Cradle CFD 2024.2中引入的半經(jīng)驗熱失控功能的設(shè)置過程。在ARC（加速量熱儀）測量數(shù)據(jù)的預(yù)處理中，使用實驗原始數(shù)據(jù)提取單調(diào)遞增的發(fā)熱曲線，并識別在絕熱條件下測量的部分。這種數(shù)據(jù)管理和曲線繪制現(xiàn)在可在圖形用戶界面（GUI）內(nèi)完成，使設(shè)置過程更加簡便且不易出錯。預(yù)處理中使用的原始數(shù)據(jù)和參數(shù)現(xiàn)在可以直接在PPH文件中編輯和存儲。

亮點 02

人工智能 / 機器學(xué)習(xí)

■ 通過POD-ARBF（本征正交分解-自適應(yīng)徑向基函數(shù)）實現(xiàn) 3D-ROM

在Cradle CFD 2024.2版本中，我們將ODYSSEE中的機器學(xué)習(xí)算法與來自scFLOW的3D場數(shù)據(jù)相結(jié)合，生成了簡化的熱流模型。2025.1版本新增了在 Cradle 后處理環(huán)境中可視化估計結(jié)果的功能。由ODYSSEE生成的ROM 文件 (.3dr) 現(xiàn)在可以導(dǎo)入到 scPOST 中。新版本目前完全支持穩(wěn)態(tài) ROM，并計劃在未來的版本中添加對瞬態(tài)ROM可視化的支持。

■ 增強對scFLOW中參數(shù)化研究的控制

Cradle CFD 2024.2版本中增加了包含幾何變化的參數(shù)化研究。在2025.1新版本中，“工作流向?qū)А保╓orkflow Wizard）在提交和監(jiān)控參數(shù)化研究模擬方面得到了增強，增加了額外的控制功能。進度現(xiàn)在在GUI中顯示，并且當(dāng)預(yù)期事件發(fā)生時，可以中斷整個過程以檢查模擬狀態(tài)。

亮點 03

生產(chǎn)力提升

■ 按零件設(shè)置刻面精度

使用體素擬合網(wǎng)格劃分器時，用戶現(xiàn)在可以指定局部參數(shù)，以更高精度捕捉CAD模型形狀。以前，使用小于全局面片精度的局部體素尺寸可能會因原始CAD表面離散化（MDL）精度不足而導(dǎo)致網(wǎng)格化表面出現(xiàn)缺陷。當(dāng)精確捕捉光滑幾何體至關(guān)重要時，用戶現(xiàn)在可以為特定部件指定局部面片精度，這將覆蓋全局設(shè)置并保證最終網(wǎng)格的光滑性。

■ 掃掠部件增強

在掃掠源面上共享節(jié)點的部件現(xiàn)在可以被視為掃掠部件，而無需物理分離其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，允許多個掃掠域具有共同的邊。此功能擴展了掃掠網(wǎng)格功能的可用性，消除了以前需要手動修復(fù)的幾何約束?？梢愿p松地設(shè)置多個掃掠網(wǎng)格來捕捉直域，減少網(wǎng)格單元數(shù)量，同時更好地控制單元質(zhì)量。

■ 改進的邊界層插入

新版本引入了一種新的網(wǎng)格棱柱插入算法，能更好地處理銳利邊緣。現(xiàn)在生成的近壁棱柱層包含更多單元，避免在模擬銳利邊緣周圍流動時產(chǎn)生錯誤結(jié)果。結(jié)果精度得到提高，并避免了因銳利邊緣處壓力突變而導(dǎo)致的早期流動分離。

■ 在scFLOWpre中導(dǎo)入CGNS文件 

通過允許在scFLOWpre中直接導(dǎo)入CGNS格式（CFD通用符號系統(tǒng)）的網(wǎng)格文件，擴展了scFLOW的可用性。用戶現(xiàn)在可以導(dǎo)入由第三方軟件生成的模型，并在scFLOW模擬中使用它們。例如，在計算研討會框架內(nèi)共享的網(wǎng)格現(xiàn)在可以直接使用，同時支持CGNS多面體網(wǎng)格格式。 

亮點 04

scFLOW求解器增強

■ 燃燒進程變量（CPV）方法 

通過利用scFLOW與化學(xué)反應(yīng)求解器LOGEacs之間的現(xiàn)有耦合，我們實現(xiàn)了用于燃燒模擬的燃燒進程變量 (CPV) 方法?；诔浞?jǐn)嚢璺磻?yīng)器 (WSR) 假設(shè)，CPV是一種針對復(fù)雜反應(yīng)機理的快速預(yù)測方法。它將通過LOGEacs可用的傳統(tǒng)直接化學(xué)方法的計算精度與顯著減少的計算時間相結(jié)合。該模型特別適用于模擬工業(yè)爐。

在scFLOW（LES）中使用LOGE CPV進行甲烷燃燒器燃燒仿真

■ 多孔域中的固相建模

在多相流分析中，現(xiàn)在可以將多孔材料（壓降體）設(shè)置為部分固體。通過在求解器級別完全建模固體部件，無需直接的幾何表示，從而降低了設(shè)置復(fù)雜性和網(wǎng)格尺寸。使用此功能時，多孔介質(zhì)區(qū)域內(nèi)的熱場和速度場都會被修改，以考慮固體部件的熱慣性和孔隙率。以此方式建模的熱設(shè)備產(chǎn)生的總熱交換和動量交換等同于用固體部件建模的設(shè)備。

■ 加速不連續(xù)網(wǎng)格分析

不連續(xù)網(wǎng)格算法得到改進，在并行計算中實現(xiàn)了顯著的計算加速。所有包含旋轉(zhuǎn)域的分析都可在計算時間方面受益。除了計算速度外，隨著核心數(shù)量增加的擴展性也得到了改善。預(yù)計使用大量核心和多個旋轉(zhuǎn)域的并行運行將獲得更大的收益。觀察到的模擬加速范圍在2倍 ~ 3.5倍之間，實際值可能因具體模型和邊界條件而異。 對非均勻粒徑DEM分析的并行計算進行了改進，現(xiàn)在默認(rèn)啟用。高效的接觸檢測算法（包圍體層次結(jié)構(gòu)，BVH）可作為選項用于均勻/非均勻粒徑。與Cradle CFD 2024.2的結(jié)果相比，使用默認(rèn)接觸檢測算法時，計算時間減少了30%。使用BVH 接觸檢測算法時，減少幅度可達45%，實際的模擬時間減少量可能因粒子數(shù)量和使用的具體模擬設(shè)置而異。

■ DEM求解器加速

對非均勻粒徑DEM分析的并行計算進行了改進，現(xiàn)在默認(rèn)啟用。高效的接觸檢測算法（包圍體層次結(jié)構(gòu)，BVH）可作為選項用于均勻/非均勻粒徑。與Cradle CFD 2024.2的結(jié)果相比，使用默認(rèn)接觸檢測算法時，計算時間減少了30%。使用BVH接觸檢測算法時，減少幅度可達45%，實際的模擬時間減少量可能因粒子數(shù)量和使用的具體模擬設(shè)置而異。

■ 代數(shù)多重網(wǎng)格 (AMG) 的實現(xiàn)

代數(shù)多重網(wǎng)格 (AMG) CG-STAB（穩(wěn)定共軛梯度）求解器，采用代數(shù)多重網(wǎng)格法 (AMG) 作為預(yù)處理器，現(xiàn)在也可用于求解耦合系統(tǒng)（以前僅適用于基于壓力的分離求解器）。AMG CG-STAB方法可以用比傳統(tǒng)CG-STAB方法更少的迭代次數(shù)求解矩陣。使用此求解器時，可以看到每個收斂周期所需的迭代次數(shù)減少，這通常會導(dǎo)致計算時間減少。求解器能力的這一新進展是為進一步改進針對大型耦合方程組功能的基礎(chǔ)。

亮點 05

scSTREAM求解器增強 

■ 數(shù)據(jù)表處理方法

Cradle CFD 2025.1在使用時間相關(guān)數(shù)據(jù)表時提供了各種新選項，如不同的插值方法、表外行為、周期性數(shù)據(jù)簡化輸入以及啟用時間平均的選項。例如，現(xiàn)在可以通過僅包含一個周期相關(guān)的數(shù)據(jù)部分并啟用周期性來快速設(shè)置周期性表格。在處理以極高頻率采樣的數(shù)據(jù)時，時間平均非常有用。這種情況可能是由高頻工作的電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量所致，表格數(shù)據(jù)的時步可能小于模擬中使用的時步。表格數(shù)據(jù)的時間平均確保正確的總功率進入計算域，而不會限制模擬時步，從而可能減少長時間瞬態(tài)分析的計算時間。 

■ 鼓風(fēng)機模型中的速度剖面

在鼓風(fēng)機中，蝸殼內(nèi)部的氣流循環(huán)導(dǎo)致出口流速分布不均。使用鼓風(fēng)機組件時，現(xiàn)在除了P-Q特性外，還可以分配非均勻速度剖面來模擬實際設(shè)備的出口流動。此功能在使用鼓風(fēng)機的熱設(shè)備中產(chǎn)生更準(zhǔn)確的流動分布，以及與下游組件更正確的流動相互作用。

■ 自動修復(fù)孤立切割單元體積的壓力

使用切割單元 (cutcell) 時，在模擬非常復(fù)雜的設(shè)備時可能會產(chǎn)生許多小的孤立體積。這不是建模錯誤，而是源于流體體積提取操作。在孤立的流體體積中，壓力可能呈現(xiàn)任意值并導(dǎo)致計算發(fā)散?，F(xiàn)在可以為此類孤立體積設(shè)置默認(rèn)壓力值，無需用戶直接干預(yù)即可避免收斂問題。通常，使用切割單元方法的模擬現(xiàn)在更加穩(wěn)健。

亮點 06

后處理增強 

■ 大型數(shù)據(jù)集預(yù)覽增強

Cradle CFD 2024.2版本引入了對大型結(jié)果文件的預(yù)覽功能。2025.1版本引入了一項新的增強功能，可以在預(yù)覽窗口中按名稱或通過鼠標(biāo)點擊選擇要顯示的組件。這提供了一種簡單直觀的方法來僅隔離感興趣的組件，并將這些組件加載到scPOST中。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入限制為僅選定的組件，可顯著減少數(shù)據(jù)讀取時間和內(nèi)存使用量，使得在資源有限的機器上處理大型模型結(jié)果成為可能。

■ 渦輪機械可視化

Cradle CFD 2025.1改進了多級設(shè)置的配置和速度分量的計算，這些現(xiàn)在在專門的選項卡中得到支持，可以指定自動區(qū)域名稱設(shè)置，并且現(xiàn)在提供了用于附加繪圖（additional plots）的選項。

■ CradleViewer中的實際粒子尺寸

對于使用不同粒徑的粒子模擬，scPOST現(xiàn)在可以將粒子尺寸信息導(dǎo)出到CradleViewer，CradleViewer可以可視化每個粒子的實際尺寸。在CradleViewer中的可視化現(xiàn)在為在scPOST中打開的相同數(shù)據(jù)集提供了相似的視覺效果。 

亮點 07

其他增強功能

■ 生產(chǎn)力提升

模型向?qū)?(Model Wizard)：自動檢測和標(biāo)記失敗的邊。

體素擬合網(wǎng)格劃分器：用于形狀可再現(xiàn)性的后處理選項。

■ scFLOW

scFLOW2Actran：添加了壁聲學(xué)吸收條件。

■ scSTREAM

現(xiàn)已推出JOS-3人體模型，該模型具備完整的圖形用戶界面支持功能。

熱源形式包括體積熱產(chǎn)生和焦耳熱，這些熱能均可在流場結(jié)果中體現(xiàn)出來。 

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