Ansys FreeFlow 基于光滑粒子流体动力学（SPH）方法，能够高效模拟流固耦合（FSI）问题，尤其适用于自由表面流动及结构变形场景。以下从原理、流程、应用、主要特性和结果后处理进行详细说明。

原理

SPH是一种无网格拉格朗日方法，通过将流体离散为粒子，利用核函数在粒子间进行物理量插值，能够自然处理复杂自由表面、流固界面及材料变形。流固耦合（FSI）仿真中，SPH粒子与结构单元相互作用，实现流体对结构的力传递及结构变形对流体运动的反馈。

仿真流程

创建或导入流体与结构几何模型，定义仿真区域。

设置SPH粒子参数（如粒子间距、核函数类型），并对结构部分进行有限元划分。

施加流体和结构的边界条件，包括流速、压力、温度及结构约束。

选择耦合方式（如单向或双向），配置流体与结构之间的数据交换。

设置求解器参数，启动仿真，进行迭代计算直至收敛。

后处理分析流体和结构的响应，包括速度场、压力场、结构变形等。

应用

液体冲击结构、溃坝、船舶入水、血液流动与血管壁交互等流固耦合场景。

工业自由表面流动、材料断裂、固体变形与流体作用分析。

复杂多物理场耦合，如热流固耦合、表面张力、相变等。

主要特性

无网格拉格朗日方法：自然处理自由表面、碎片化、复杂界面。

高效GPU并行计算：支持大规模粒子仿真，提升计算效率。

双向流固耦合：可与Ansys Mechanical进行2-way耦合，实现流体力与结构变形的实时交互。

丰富物理模型：支持表面张力、热传导、多相流、材料断裂等复杂物理过程。

灵活后处理与脚本支持：可自定义表达式、导出粒子属性、与EnSight等后处理工具集成。

 

结果后处理

可视化流体速度场、压力场、结构变形及应力分布，直观展示流固耦合响应。

支持粒子属性导出、定制后处理表达式，便于深入分析仿真数据。

可与结构后处理工具集成，分析结构响应与流体作用的耦合结果。

Ansys FreeFlow 光滑粒子SPH方法仿真流固耦合FSI，核心供应商推荐：上海佳研

·愿景：成为国内一流的工业软件供应商

·价值观：以客户为中心、合作共赢

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上海佳研成立于2009年，公司总部坐落在上海。同时在北京、深圳、香港、成都设有分支机构和办事处。官方渠道：https://www.shjiayan.com.cn

 

核心团队成员来自国内外知名企业的核心骨干，拥有强大的项目仿真能力和丰富的CAE软件支持经验，为客户提供最佳的产品解决方案和优质的技术服务。

 

业务主要聚焦在芯片、封装、高科技、汽车、能源、化工、机械等行业，给用户提供CPS最佳仿真实践解决方案。同时帮助客户搭建和完善仿真平台，提升技术仿真能力，实现共赢发展。

 

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l一:是Synopsys全系列软件以及Ansys(属Synopsys旗下)全系列CAE仿真软件、台湾Moldex3D模流仿真软件、PTC软件、RedEDA系列软件的代理商，为电子信息领域的研发企业和生产提供EDA&CAE解决方案。

 

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上海佳研资质荣誉

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·Ansys2026 投资上海思朗，正在科创板IPO辅导

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·Ansys2025 成为Ansys partof Synopsys全球第二大合作伙伴

·Ansys2024 年度亚太区最强劲业务增长奖

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