【技術電子報】FLOW-3D(X) 新一代的 CFD 操作模式

Connect, Automate, Optimize Change the way you do CFD


FLOW-3D(X) 讓FLOW-3D與其他CAD/CAE 完美整合,協助使用者建立工作流程,完成批次化的操作,或是進行最佳化參數的尋找與確認。


目前支援的模組如下

FLOW-3D 支援模組:

FLOW-3D / FLOW-3D Cast / FLOW-3D Hydro / FLOW-3D Post / FLOW-3D AM


CAD/CAE Node:

PTC® Creo / SIEMENS® NX / Dassault System Solidworks® / Autodesk® Inventor / Dassault Systems CATIA V5® / McNeel® Rhinoceros GrassHopper / Ansys Discovery® SpaceClaim / Dassault Systems ABAQUS / STL Morpher


Math Node

Microsoft® Excel / Mathematical Nodes (flow-3d(x) 內建)/ MathWorks® Matlab


文件編輯 Node

CSV node / ASCII Read node / ASCII write node / image node


傳統分析流程 vs FLOW-3D(X) 分析流程

傳統的 CAE 分析流程, 必須先設計圖檔,再進行 CAE設定,接著執行分析,判讀結果,然後再回頭修改圖檔。



利用 flow-3d(X), 將重新改變整個分析流程

使用者僅需準備好初始圖檔,設定圖檔可接受的變形上下限(或是參數資料),然後給定判斷依據(例如捲氣值上限 or 氧化膜上限),然後設定分析組數。

程式就會自動完成,並且最佳化找出合適參數。




FLOW-3D (X) 操作簡介



FLOW-3D(X) 的操作介面分為下列幾區

1、Toolbars:內建各種操作節點 (FLOW-3D/CAD/CAE/數學節點/文件編輯節點),操作者可根據自己需求拉入使用





2、Working areas:使用者可根據自己的需求建立工作流程



3、Population:根據使用者設定的組數上限,會將執行後的結果及判斷依據放置在此


4、Message log:操作訊息確認



FLOW-3D(X) 的應用


1、Workflow Automation 工作流程自動化

範例 DED 製程模擬 Directed energy deposition simulation

在這個案例中,使用者必須執行多組案例,與下圖的加工截面結果進行比對。



在這個案例中, 使用者必須調整下列的加工參數

a.雷射參數 (雷射光斑大小以及功率大小)

b.掃描路徑模式

c.掃描速度

d.間距

e.粉末粒徑大小

f.預加熱溫度

g.保護氣體參數


這麼多組參數如果要單組 or 多組進行搭配調整,對使用者來說光完成分析設定就會需要非常多的時間。


不過如果是利用 flow-3d(x),就可以建立一個工作流程,將需要調整的工作參數放在裡面, 就能夠進行全自動操作。


舉例來說,假如想要控制 “雷射功率” + “掃描速度” 兩種參數,就可以拉一條 workflow如下,然後設定雷射功率 and 掃描速度的上下限,flow-3d(x) 就會呼叫程式,全自動完成相關模擬。




Automatic Study – Directed Energy Deposition




2、Optimization 最佳化

範例 重力鑄造圖檔設計最佳化

下圖的重力鑄造件,在模擬後發現在特定區域會出現縮孔缺陷


使用者根據經驗,調整了圖檔,在圖檔上完成了四個參數資料,分別代表冒口直徑、澆口厚度、上輪廓直徑以及下輪廓直徑。



將 P1/P2/P3/P4 四個尺寸設定成需要調整的參數,並且以 excel 文件做為控制 P1/P2/P3/P4 的尺寸上下限,最後以鑄件的縮孔做為最佳化依據,設計出如下圖的工作流程。


利用 flow-3d(x) 的最佳化模擬功能,程式能夠自動找出在合適的尺寸範圍內,讓鑄件內的縮孔缺陷最小的組合。


由於設計時是以 CAD 直接進行設計,只要 CAD 的實體特徵還在,flow-3d(x) 就能夠協助客戶自動找出最佳化的結果。