博文
2025年常用CFD软件的使用情况分析
|
根据2022-2024年已公开的市场分析、学术研究及行业白皮书，结合2025年已知的行业趋势，为您整理一份当前CFD软件的市场格局、特点及应用领域的综合对比，并基于公开资料中的“常用程度”进行排序，供各位参考。
I、2025年主流CFD软件使用情况综合对比（基于行业共识排序）
排序 | 软件名称 | 所属公司 | 核心特点 | 主要应用领域 | 市场占比/使用普及度（估算） |
1 | ANSYS Fluent | ANSYS Inc. | 业界标杆，物理模型丰富，湍流模型和动网格处理能力强，用户基数最大，学习资源多。 | 航空航天、汽车、能源、电子散热、化工、旋转机械。 | 约占商业CFD市场30-35%（综合许可证与用户数） |
2 | Siemens Star-CCM+ | Siemens Digital Industries Software | 一体化多物理场仿真平台，CAD集成度高，自动网格生成优秀，支持设计-仿真协同。 | 汽车、船舶、航空航天、能源、电池热管理。 | 约20-25%，增长迅速 |
3 | COMSOL Multiphysics | COMSOL Inc. | 基于有限元的强大多物理场耦合（包括CFD）平台，用户自定义方程灵活，适合前沿研究和复杂耦合问题。 | 微流体、电化学、声学、等离子体、生物医学、MEMS。 | 约10-15%（在多物理场耦合领域主导） |
4 | ANSYS CFX | ANSYS Inc. | 擅长旋转机械、内流场、传热传质，基于有限元的有限体积法，在叶轮机械领域是事实标准。 | 涡轮机械（泵、风机、压缩机、燃气轮机）、核电、 HVAC。 | 约8-12%（在专业领域占比高） |
5 | Autodesk CFD | Autodesk Inc. | 与Autodesk设计软件（如Fusion 360, Revit）深度集成，易用性好，适合建筑、产品设计中的流动与热分析。 | AEC（建筑、通风）、产品设计、HVAC、电子封装。 | 约5-8%（在建筑设计领域占优） |
6 | Dassault xFlow (PowerFLOW) | Dassault Systèmes | 基于格子玻尔兹曼方法(LBM)，擅长瞬态、大涡模拟、气动声学、复杂运动问题，前处理简单。 | 汽车外气动、气动声学、风机流场、船舶流体。 | 约3-5%（在特定高频瞬态领域领先） |
7 | ADINA | ADINA Inc. | 强大的非线性有限元起家，流固耦合(FSI)能力突出，适合高度非线性和耦合问题。 | 流固耦合、生物力学、地质力学、心脏血流模拟。 | 约2-4%（在高级FSI领域占主导） |
8 | OpenFOAM | 开源基金会 | 开源、可编程、算法透明，自定义灵活性极高，但需要较强的理论和编程能力。 | 学术研究、高端工业研发、定制化模型开发。 | 用户基数大（免费），但商业应用占比约5-10%（主要用于研究和新算法开发） |
II、各软件详解与趋势
1. ANSYS Fluent
特点：求解器稳健，后处理强大，拥有大量经验证的经验模型（如燃烧、多相流）。Workbench平台集成方便，生态完整。
趋势：持续集成AI/ML工具（如Fluent中的智能网格、结果预测），并增强云端和高性能计算支持。
2. Siemens Star-CCM+
特点：“模拟驱动设计”理念，仿真流程自动化程度高，包含CAD、网格、求解、后处理一体化界面，大幅提升迭代效率。
趋势：与西门子数字孪生和Teamcenter PLM深度整合，强化系统级仿真和制造工艺仿真关联。
3. COMSOL Multiphysics
特点：以“物理场”方式建模，而非传统CFD软件以“流体”为中心，特别适合多物理场交叉学科问题。App开发器便于封装仿真流程。
趋势：在电池、燃料电池、半导体、光子学等前沿领域模块持续深化。
4. ANSYS CFX
特点：在叶轮机械领域拥有大量专用模板和验证案例，精度受业界公认。与Fluent共享ANSYS生态，但更专注于高精度旋转机械仿真。
趋势：与Fluent在Workbench中协同使用，应对复杂系统内不同组件的仿真需求。
5. Autodesk CFD
特点：设计师友好，学习曲线平缓，与BIM和产品设计数据无缝衔接，支持快速设计迭代而非高精度科研。
趋势：进一步融入Autodesk Platform Services，支持云端仿真和生成式设计集成。
6. Dassault xFlow
特点：无需网格划分（粒子法），特别擅长处理复杂运动边界和大尺度瞬态问题（如车辆涉水、风噪）。
趋势：作为3DEXPERIENCE平台一部分，强化与CATIA设计数据的实时关联，支持虚拟孪生体验。
7. ADINA
特点：在强流固耦合、接触非线性、材料非线性与流体耦合方面优势明显，是复杂耦合问题的专业工具。
趋势：在生物医学（如心血管支架、心脏瓣膜）和高端制造领域保持其技术壁垒。
8. OpenFOAM
特点：开源免费，代码透明，允许用户深度修改求解器，是学术研究和开发新算法的首选。但企业应用通常需要专业的支持服务。
趋势：商业化支持和服务公司增多（如ESI OpenCFD, Symscape），企业级应用生态逐渐成熟。
III、总结与选择建议
1）追求行业通用性和就业优势：Fluent和Star-CCM+是首选，两者合计占据半壁江山。
2）专注多物理场前沿交叉研究：COMSOL可以优选。
3）针对旋转机械等特定工业领域：CFX是强项。
4）建筑与产品设计流程集成：Autodesk CFD最便捷。
5）处理极端瞬态、气动声学问题：xFlow有独特优势。
6）挑战强流固耦合等高度非线性问题：ADINA是专业选择。
7）学术研究或需要极致自定义：OpenFOAM是开放平台。
而对于旋转机械的CFD系统，以下是针对旋转机械的专用CFD软件的详细介绍，并根据其在该垂直领域内的主导地位和使用深度进行排序。
A、2025年旋转机械专用CFD软件格局分析
排序 | 软件名称 | 所属公司 | 核心定位与特点 | 最擅长领域 | 行业地位与使用情况 |
1 | ANSYS CFX | ANSYS Inc. | 旋转机械CFD的事实全球标准。基于有限元的有限体积法，擅长处理高精度、强旋转、复杂流线曲率的流动。内置Turbo System和Turbogrid等专用模块，从前处理到后处理全流程优化。 | 燃气轮机/蒸汽轮机、航空发动机、压缩机、泵、风机、水轮机、涡轮增压器。 | 行业霸主。几乎全球所有主要的航空航天、能源、船舶主机厂和顶级研发机构都在使用，市场份额在专用领域估计超过60%。 |
2 | Concepts NREC AGILIS/CASCADE | Concepts NREC | 从一维/二维设计直接到三维CFD验证的完整正向设计体系。其CFD模块（如CASCADE）与设计软件（COMPAL， PUMPAL）和CAM加工无缝集成，专注于高速叶轮机械。 | 离心/混流式压缩机与泵、涡轮膨胀机、特种涡轮机械、火箭发动机涡轮泵。 | 高速/高应力旋转机械设计领域的黄金标准。尤其在要求设计-分析-制造一体化的复杂产品开发中不可替代。 |
3 | NUMECA FINE/Turbo | Cadence (NUMECA) | 以高精度、高效率网格（AutoGrid5）和求解器（FINE/Turbo）著称。自动化程度极高，特别适合多工况优化设计（DOE） 和气动声学分析。 | 航空发动机风扇/压气机/涡轮、工业压缩机和风机、汽车涡轮增压器、通风系统。 | 在航空发动机领域与CFX并驾齐驱，尤其在欧洲拥有极高声誉。其优化设计和气动声学模块非常强大。 |
4 | Siemens Simcenter 3D Rotordynamics & Turbomachinery | Siemens Digital Industries Software | 与Star-CCM+互补，作为NX CAE/Simcenter 3D的一部分，提供深度集成于CAD环境中的旋转机械专用解决方案，强项在于多学科耦合（流-固-热-振）。 | 需要紧密耦合结构力学（如叶片振动、转子动力学）的复杂旋转机械系统。 | 在西门子PLM生态用户中占据主导，特别适合注重机电一体化系统仿真和数字孪生的客户。 |
5 | SoftInWay AxSTREAM | SoftInWay Inc. | 基于平台的模块化旋转机械设计、分析与优化系统。特点是从热力设计、通流分析、叶片造型到CFD和结构分析在一个平台完成，设计迭代速度极快。 | 中小型涡轮机械、有机朗肯循环涡轮、再生能源涡轮、教育科研。 | 在新兴市场、中小型企业和快速原型开发中非常受欢迎。其灵活性和平台化优势明显。 |
6 | Dedicated Turbo Modules in General CFD | 各厂商 | 许多通用CFD软件也提供了专门的旋转机械模块： • ANSYS Fluent：强大的MRF/SMM/滑移网格+Turbo工作流后处理。 • Star-CCM+：优秀的周期性网格与参数化叶片设计工具。 • COMSOL：“涡轮机械流”接口，便于与电磁、热应力等其他物理场直接耦合。 | 通用CFD用户处理旋转机械组件问题，或旋转机械作为大型系统的一部分。 | 作为补充或子系统分析工具非常普遍。Fluent和Star-CCM+凭借其通用性，在旋转机械相关分析中也占有很大比例。 |
B、各软件深度解析与选择策略
1. ANSYS CFX
行业标准：经过数十年工程验证，拥有海量的经验数据库、最佳实践模板和经过实验校验的湍流模型（如SST模型）。其冻结转子法等处理动静干涉的方法非常成熟。
典型用户：GE, Siemens Energy, Rolls-Royce, Honeywell, 三菱重工， 上海电气， 东方电气等所有顶级厂商。
选择时机：当您需要最高的行业认可度、最丰富的参考案例、进行高保真度定型设计或故障诊断时，CFX是第一选择。
2. Concepts NREC
核心优势：工程设计导向，而非单纯的CFD分析。它将一维通流设计、二维叶型成型、三维CFD验证、应力分析和五轴加工CAM整合在一个闭环中，确保设计可直接制造。
典型用户：从事高速、高能量密度、高转速特种涡轮机械（如微型燃气轮机、火箭泵、超临界CO2涡轮）的研发机构和公司。
选择时机：当您的目标是从零开始设计一款全新的、高性能的旋转机械，并希望实现设计-制造一体化时，Concepts NREC是专业之选。
3. NUMECA FINE/Turbo
技术亮点：全自动六面体结构化网格划分（AutoGrid5），网格质量极高且生成速度快。其求解器在捕捉复杂激波系、二次流损失和噪声预测方面表现出色。
典型用户：Safran, MTU, 宝马， 博格华纳等对气动效率和噪声有极致要求的航空航天和汽车领域厂商。
选择时机：当您需要进行大量的气动优化设计、追求最高的计算效率和精度、或专注于气动声学分析时，NUMECA极具竞争力。
C、总结与决策建议：
您的核心需求 | 首选软件 | 关键原因 |
行业合规与对标 | ANSYS CFX | 行业通用语言，结果最易被客户和审核方接受。 |
正向创新设计 | Concepts NREC 或 SoftInWay | 提供从概念到详细设计的完整正向工作流。 |
多学科系统仿真 | Siemens Simcenter 或 ANSYS Workbench (CFX+Fluent+Mechanical) | 便于实现流、固、热、电的多物理场耦合。 |
气动优化与声学 | NUMECA FINE/Turbo | 优化流程高效，气动与声学专用工具链完善。 |
作为子系统分析 | ANSYS Fluent 或 Siemens Star-CCM+ | 如果旋转部件只是您大型系统模型（如整机舱、整车）的一部分。 |
科研与算法研究 | OpenFOAM (Turbo专用库) | 开源，可完全控制算法，适合开发新模型和方法。 |
https://blog.sciencenet.cn/blog-267817-1516978.html
上一篇：[转载]Fluent离心泵旋转流场模拟
