FLOW-3D軟件是一款功能強大的三維計算流體動力學和傳熱分析軟件，其具有精確預測自由表面流動的特殊功能，因此目前已被廣泛應用于水力學、航空航天工業(yè)、金屬鑄造業(yè)、船舶行業(yè)等領域。

       1. FLOW-3D解決方案優(yōu)勢

         1.1. 精確預測自由液面流動（free-surface-flows）

得益于獨有的TruVOF技術，FLOW-3D在處理流動的流體表面時區(qū)別于其他計算流體動力學軟件。該程序使用特殊的數(shù)值方法來跟蹤表面的位置，并對表面上施加適當?shù)膭討B(tài)邊界條件。在FLOW-3D中，自由表面采用流體體積（VOF）技術建模，該技術首先由一群科學家開發(fā)，包括洛斯阿拉莫斯國家實驗室的FLOW Science創(chuàng)始人C.W.Hirt博士。許多競爭的CFD軟件聲稱已經(jīng)包含了VOF功能，但實際上他們只實現(xiàn)了三種基本VOF要素中的一種或兩種。CFD的潛在用戶應該知道，這些偽VOF方法通常會給出錯誤的結果。而TruVOF具有成功處理自由表面所推薦的所有要素。此外，F(xiàn)LOW-3D還采用了超越原始VOF方法的重大改進，以提高邊界條件的精度和界面跟蹤。因此，FLOW-3D在關注自由液面流動的工程領域中得到大量應用。

         1.2. 便利的復雜幾何體建模

FLOW-3D采用了一種特殊的技術，稱為FAVOR（Fractional Area Volume Obstacle Representation），用于定義矩形網(wǎng)格內的通用幾何域。FAVOR背后哲學是數(shù)值算法，基于每個控制體積內的一個壓力、一個速度、一個溫度等信息，但它將與使用更多信息來定義幾何體是不一致的。因此，這種FAVOR技術保留了矩形元素的簡單性，同時在每個體積元素內使用平均量的一致性水平上表征復雜幾何形狀。

         1.3. 高效穩(wěn)健的網(wǎng)格劃分能力

FLOW-3D基本網(wǎng)格劃分方法結合了簡單矩形網(wǎng)格的優(yōu)點和變形貼體網(wǎng)格的靈活性。矩形控制元素的固定網(wǎng)格生成簡單，并具有許多值得擁有的特性（例如，提高了精度，對內存要求更小，以及更簡單的數(shù)值近似）。這種方法稱為“自由網(wǎng)格”，因為網(wǎng)格或幾何體可以自由更改，彼此獨立。這一功能消除了生成貼體網(wǎng)格或有限元網(wǎng)格的繁瑣任務。

矩形網(wǎng)格的靈活性和效率通過高級功能（如復合網(wǎng)格和隨形網(wǎng)格）得到增強。連接式、嵌套式和部分重疊式的網(wǎng)格提供了有效處理復雜、多尺度流場并將高分辨率集中在感興趣區(qū)域的方法。隨形網(wǎng)格允許用戶生成隨特定幾何形狀或流體域邊界的高質量網(wǎng)格，更好解析薄壁結構和邊界層，而不受通常與結構化矩形網(wǎng)格相關的限制。

同時，FLOW-3D提供了多種網(wǎng)格劃分功能，在建立復雜流動時設計更簡單、高效且穩(wěn)健。雖然FLOW-3D的結構化網(wǎng)格簡化了網(wǎng)格劃分，但多塊網(wǎng)格劃分的各種功能實現(xiàn)了高效性和魯棒性。使用多網(wǎng)格塊可以在感興趣的區(qū)域進行局部細化，并顯著減少模擬所需的計算資源。小障礙物、復雜幾何體和薄壁通道（與整個區(qū)域大小相比較小）可以使用多塊網(wǎng)格功能精準解決，例如：連接式、嵌套式、隨形以及部分重疊的網(wǎng)格塊。連接式只能用于對感興趣的區(qū)域進行網(wǎng)格劃分，并限制計算單元的總數(shù)。嵌套式可用于提高感興趣區(qū)域周圍的分辨率。隨形和部分重疊可用于解析不規(guī)則形狀的精細特征，而特征的比例發(fā)生急劇變化，是無法使用嵌套式網(wǎng)格簡單解析。FLOW-3D還允許貼體有限元網(wǎng)格模擬流體-結構相互耦合作用。這些貼體網(wǎng)格可以使用FLOW-3D自動生成或從外部CAD軟件包導入。所有網(wǎng)格劃分技術都為用戶提供了簡單且高效的靈活創(chuàng)建方式，從而提高求解器性能并縮短了模擬時間。