AICFD是由南京天洑軟體有限公司自主研發的一套通用的智慧熱流體模擬軟體，它實現對流動及傳熱的快速智慧模擬。其功能可分為模型匯入、網格自動快速生成、快速模擬、結果視覺化和後處理、智慧加速五大部分，涵蓋了從幾何模型到模擬結果的完整模擬分析流程。透過現代化的圖形介面結合數值模擬和智慧加速演算法，AICFD向用戶提供了易用的智慧熱流體模擬功能。AICFD作為一款通用的熱流體模擬軟體，幫助工業企業建立設計、模擬和最佳化相結合的一體化流程，較大程度地提高產品的開發效率。
一、功能特色
（1） 一鍵式模擬
市場上已有的商用模擬軟體絕大多數操作複雜、學習時間長，主要面向模擬人員，而對設計人員並不友好。AICFD提供了圖形化和一體化的模擬流程，使用者只需透過對必要引數的基本設定即可自動完成網格生成、計算、後處理等複雜的一體化模擬流程，對設計人員非常友好。
圖1 一鍵式模擬計算流程
（2）面向工業設計的流體模擬功能
AICFD提供了工業設計中常用的流體模擬功能，流動型別包括單相不可壓縮流動、單相可壓縮流動（支援亞音速、跨音速和超音速流動）、傳熱、多相流等，它支援多區域的流動和傳熱模擬，使得其可應用於複雜工業流動如葉輪機械和換熱器內的流動和傳熱模擬。AICFD提供多種穩健的數值格式和邊界條件以及常用的物理模型，它為能源動力、船舶海洋、航空航天和汽車等領域的設計人員提供了一個通用的熱流體模擬手段。
圖2 豐富的流體模擬功能
（3）快速智慧模擬和實時模擬
目前商用模擬軟體的模擬時間較長，通常需要幾小時，幾天甚至幾周的時間。AICFD採用人工智慧技術等方法加速模擬計算，可以實現秒級模擬，大大提高了模擬效率。對於特定模型的模擬，透過模擬技術和人工智慧技術的深度結合實現實時模擬。快速智慧模擬和實時模擬方法使得AICFD可作為設計人員日常使用的智慧模擬工具。
圖3 快速智慧模擬和實時模擬
（4）通用性和可擴充套件性
AICFD作為一款通用的熱流體模擬軟體，其核心計算模組的通用性使得它有很寬的應用領域。同時對於專用模擬領域的模擬，透過對其模擬過程的深入分析可進一步最佳化模擬模組，從而提高模擬的精度和操作的便捷性。
（5）友好的人機互動介面，跨平臺支援
AICFD提供基於客戶端的圖形介面，可滿足複雜重量級的模擬計算需求。同時它支援跨平臺，可提供Windows和Linux發行版本。
二、實際案例
（1）旋流分離器
本案例為旋流分離器，它是一種常見的分離分級裝置，採用離心沉降原理去除掉流體中的物質顆粒。該案例涉及的流動為不可壓流動，流體從進口進入旋流分離器向下迴旋至底部，然後向上迴旋從出口排出。
圖4 旋流分離器的流線圖（顏色表示速度大小）
（2）ONERA M6機翼繞流
本案例中M6機翼是ONERA（法國航空航天研究院）設計的一種機翼模型。該模型在跨聲速條件下進行了一系列風洞試驗，具有豐富的實驗資料。儘管M6機翼幾何外形簡單，但是其涉及的跨聲速流動卻十分複雜，包含區域性超音速流動、激波和邊界層分離等。M6機翼繞流具備三維可壓縮流動的典型特徵,在機翼上表面會產生“λ”型激波，因此被經常選為CFD軟體的驗證算例。
圖5 M6機翼繞流的翼面壓力分佈圖
（3）葉輪機械案例
本案例為離心泵案例，旋轉速度為1770 rpm，工作介質為水。幾何外形如圖6所示：
圖6 離心泵網格外形
圖7 離心泵壓力雲圖
（4）汽車案例
本案例為DrivAer乘用車外流場計算，該案例有大量的實驗資料可供比較。計算模型為溜背、底部光滑的三廂乘用車外形，如圖8所示。入流速度為30m/s，地面為移動壁面速度為30 m/s，車輪設定為旋轉的壁面邊界條件,轉速為94rad/s。
圖8 溜背、底部光滑的DrivAer乘用車模型
圖9 DrivAer壓力雲圖
表1 AICFD計算值與實驗值對比
Reference:
1. Experimental Comparison of the Aerodynamic Behavior of Fastback and Notchback DrivAer Models. SAE Technical Paper 2014-01-0613, 2014
（5）船舶案例
本案例採用AICFD中的VOF方法對船舶的外流場進行數值模擬，船舶應用領域的示例為Wigley Hull，該案例有大量實驗資料可供比較。湍流模型為帶有壁面函式的k-omega SST模型，y+變化範圍為30到150，Froude數為0.267。
圖10 Wigley Hull計算網格
圖11 船身水面圖
（6）實時模擬案例
本案例為三維Ahmed Body外流場。以下是尾部傾斜角為25.2°時的結果比較。
圖12 Ahmed Body網格分佈
表2 AICFD結果和某CFD結果的力矩係數、阻力系數和升力係數比較
表3 AICFD結果和其他CFD結果的中心截面上的物理場的比較
該算例的網格數是198633，某CFD計算時間是400秒(4核平行計算1000步，穩態殘差1e-4), AICFD的計算時間為0.036秒 。透過AICFD可實現實時模擬。
