Particleworks – Mô phỏng chất lỏng không cần lưới

Particleworks là phần mềm mô phỏng chất lỏng không cần lưới (mesh-free CFD) dựa trên phương pháp MPS (Moving Particle Simulation), phát triển bởi Prometech Software – Nhật Bản và dựa trên nền tảng học thuật của Đại học Tokyo.

Phần mềm mô phỏng chính xác các hiện tượng free-surface, splashing, oil jet, sloshing, cooling, mixing, nhiều pha và đa vật lý. Được các doanh nghiệp hàng đầu Nhật Bản sử dụng: Toyota, Honda, Mazda, Nissan, Denso, v.v.

 

CÁC TÍNH NĂNG NỔI BẬT

1. Mô phỏng chất lỏng không cần lưới (Mesh-less CFD)

Dựa trên MPS, mọi chất lỏng được mô hình hoá bằng các “hạt tính toán” thay vì lưới. Bỏ hoàn toàn công đoạn chia lưới – vốn tốn thời gian và phụ thuộc kỹ năng kỹ sư. Lý tưởng cho dòng chảy có biến dạng lớn, splash, free surface và tách–hợp pha liên tục.

2. Mô phỏng Free-Surface cực mạnh

Các hiện tượng như nước bắn, dầu bắn, sloshing, dòng chảy trong không gian mở đều được mô phỏng tự nhiên. Hạt có thể tách, hợp, văng ra ngoài miền mô phỏng mà không gây lỗi. Độ ổn định cao ngay cả khi bề mặt biến dạng mạnh (gear churning, water ingress…).

3. Thiết lập mô phỏng nhanh – trực quan

Dùng trực tiếp mô hình CAD, không yêu cầu đơn giản hình học. Thiết lập particle size, fluid region, boundary… chỉ trong vài bước. Kỹ sư cơ khí không cần chuyên sâu về CFD vẫn vận hành dễ dàng.

4. Multi-phase simulation: dầu – nước – khí – solid

Mô phỏng phân tách pha, mixing, oil jet, water ingress, bọt khí, cavitation (ở mức đơn giản). Không cần chia lại lưới khi chất lỏng dịch chuyển mạnh hoặc khi có nhiều pha tương tác. Hữu ích cho: gearbox, e-motor cooling, food mixing, chemical processing.

5. Multi-resolution – thay đổi kích thước hạt theo vùng

Cho phép giảm particle size tại những vùng quan trọng (như khe hẹp, đầu dây e-motor, cổng dầu). Tối ưu đồng thời giữa độ chính xác và tốc độ mô phỏng. Giảm đáng kể số lượng particle mà vẫn đạt resolution cao ở vùng nhạy cảm.

6. GPU Acceleration – Hỗ trợ tới 8× NVIDIA A100

Particle method rất dễ song song hóa → tăng tốc tuyến tính theo số GPU. Tăng tốc từ 6–10 lần so với CPU 128 cores (theo benchmark của hãng). Cho phép chạy mô phỏng lớn (8–20 triệu particle) trong vài giờ.

 

Particleworks được ứng dụng trong nhiều ngành