PyFluent:Python 接口畅游 Ansys Fluent 世界

PyFluent:Python 接口畅游 Ansys Fluent 世界

【免费下载链接】pyfluent 【免费下载链接】pyfluent 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/pyf/pyfluent

项目基础介绍与编程语言

PyFluent 是一个旨在使开发者和研究人员能够通过 Python 编程语言无缝交互 Ansys Fluent 的开源库。Fluent,作为业内领先计算流体动力学(CFD)工具,被广泛应用于工程设计与研究中。此项目采用 Python 作为其主要开发语言,巧妙融合了强大的CFD模拟能力与Python的高度灵活性。

PyFluent 的源代码位于 src/ansys/fluent/ 目录下,项目提供完整的Python API接口,支持从简单的文件操作到复杂的流体仿真计算。

核心功能

PyFluent的核心特性在于它提供了对Ansys Fluent的全面程序化访问途径,允许用户执行以下操作:

  • 本地安装启动Fluent:无需离开Python环境即可启动Fuent实例,通过 launch_fluent() 函数实现
  • TUI命令控制:利用文本用户界面(TUI)命令进行网格生成和求解器控制
  • 内置后处理:直接从Python脚本调用Fluent的后处理能力
  • 数据模型访问:通过数据模型服务访问和修改Fluent的设置和状态
  • 场数据处理:获取标量场、矢量场数据,支持批量操作和流式传输

此外,PyFluent支持自动化复杂的仿真流程,自定义Fluent操作,并与其他Python生态系统中的工具如pyvistamatplotlib集成,实现高级可视化。

Fluent仿真示例

安装与依赖

PyFluent 可以通过 pip 安装:

pip install ansys-fluent-core

项目要求用户必须拥有Ansys Fluent的有效许可证,支持Fluent 2022 R2及更高版本。在Windows系统上,安装程序会自动设置所需的环境变量,而在Linux系统上需要手动设置:

export AWP_ROOT232=/usr/ansys_inc/v232

快速入门

启动Fluent会话

import ansys.fluent.core as pyfluent

# 启动Fluent求解器会话
solver_session = pyfluent.launch_fluent()
solver_session.is_server_healthy()

基本操作示例

# 读取案例文件
solver_session.file.read_case("mixing_elbow.cas.h5")

# 执行TUI命令
solver_session.tui.file.read_case("mixing_elbow.cas.h5")

# 访问数据模型
settings = solver_session.settings

项目结构

PyFluent 的项目结构组织清晰:

  • src/ansys/fluent/core/ - 核心源代码
  • examples/ - 示例代码,包含多种应用场景
  • tests/ - 测试套件
  • doc/ - 文档资源
  • docker/ - Docker容器配置

项目结构示意图

示例应用

项目提供了丰富的示例代码,涵盖各种CFD应用场景:

  • 混合弯头模拟 (examples/00-fluent/mixing_elbow_settings_api.py)
  • 外部可压缩流动 (examples/00-fluent/external_compressible_flow.py)
  • 催化转换器 (examples/00-fluent/catalytic_converter_workflow.py)
  • 电池单元模拟 (examples/00-fluent/single_battery_cell_workflow.py)

电池单元模型

高级特性

数据流处理

PyFluent 支持实时数据流处理,可以监控求解过程:

# 创建监控器流
monitor_streaming = solver_session.monitor_streaming

# 注册回调函数
def callback(data):
    print(f"迭代数据: {data}")

monitor_streaming.register_callback(callback)

参数化研究

项目支持参数化仿真研究:

from ansys.fluent.core import parametric

# 创建参数化研究
study = parametric.LocalParametricStudy("case_file.cas.h5")

# 添加设计点
dp = study.add_design_point("DesignPoint1")
dp.input_parameters = {"velocity": 10, "temperature": 300}

开发与贡献

PyFluent 采用MIT许可证,欢迎社区贡献。开发设置包括:

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/pyf/pyfluent
cd pyfluent
pip install -e .
python codegen/allapigen.py

项目包含完整的测试套件,确保代码质量和兼容性。

文档与支持

PyFluent提供详细的文档,包括API参考、用户指南和示例。文档位于doc/source/目录下,涵盖:

  • 安装指南
  • 快速入门教程
  • API详细说明
  • 高级应用案例

文档结构

项目通过GitHub Issues进行问题跟踪和功能请求,社区讨论活跃。

技术架构

PyFluent采用gRPC协议与Fluent进行通信,提供高效的远程过程调用。核心组件包括:

  • 会话管理:管理Fluent会话的生命周期
  • 数据模型服务:提供对Fluent设置的访问
  • 场数据服务:处理仿真数据的获取和处理
  • 流式服务:支持实时数据监控

这种架构确保了高性能和可扩展性,能够处理大规模的CFD仿真任务。

PyFluent将继续发展,增加对新版本Fluent的支持,扩展API功能,并优化性能,为CFD工程师和研究人员提供更强大的Python集成解决方案。

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创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

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