FlowVision

FlowVision — это российский программный комплекс для вычислительной гидродинамики (CFD), предназначенный для моделирования течений жидкостей и газов, тепло- и массообмена, а также связанных физических процессов. Разработчиком и правообладателем является компания ООО «ТЕСИС» (Москва). FlowVision относится к классу инженерного программного обеспечения (CAE) и используется в авиастроении, энергетике, автомобилестроении, химической промышленности, строительстве и других отраслях.

История

Разработка FlowVision началась в 1990 году в Вычислительном центре Российской академии наук (ВЦ РАН) под руководством доктора физико-математических наук В. Н. Котова. Первая версия программы была выпущена в 1995 году. В 1998 году была основана компания «ТЕСИС» для коммерциализации продукта. В 2000-х годах FlowVision вошёл в реестр отечественного программного обеспечения Минцифры РФ, что позволило использовать его на предприятиях с государственным участием. В 2010-е годы программа была внедрена на ряде крупных российских заводов, включая ПАО «ОАК», ПАО «КАМАЗ», АО «Силовые машины». В 2022 году, после ухода западных вендоров (ANSYS, Siemens), FlowVision получил дополнительный импульс развития как импортозамещающий продукт.

Архитектура и принцип работы

FlowVision базируется на методе конечных объёмов (МКО) и использует неструктурированные расчётные сетки. Ключевой особенностью является технология подвижных сеток (moving mesh), позволяющая моделировать движение твёрдых тел в потоке без перестроения сетки вручную. Программа поддерживает:

• Модели турбулентности: k-ε, k-ω SST, LES, DES, RSM.
• Многофазные потоки: модель Эйлера — Лагранжа (капли, пузыри, частицы), модель объёма жидкости (VOF) для свободных поверхностей.
• Теплообмен: конвекция, теплопроводность, излучение (модель P1, модель дискретных ординат).
• Химические реакции: горение, катализ, гетерогенные реакции.
• Электромагнитные поля: сопряжённое решение уравнений Максвелла и Навье — Стокса.

Решатели

FlowVision включает несколько решателей (solver):

• FlowVision-Hydro — для несжимаемых и слабосжимаемых течений.
• FlowVision-Gas — для сжимаемых газов (включая сверхзвуковые режимы).
• FlowVision-Thermal — для задач теплопередачи.
• FlowVision-Multiphase — для многофазных сред.

Классификация и версии

Продукт выпускается в нескольких редакциях, различающихся функциональностью:

Применение

Авиастроение

FlowVision применяется для расчёта обтекания крыльев, фюзеляжей, мотогондол, систем кондиционирования. Примеры: моделирование обтекания самолёта МС-21, вертолёта Ми-38.

Энергетика

Используется для проектирования газовых турбин, теплообменников, котлов, систем охлаждения. В частности, на АО «Силовые машины» с помощью FlowVision оптимизировали лопатки паровых турбин.

Автомобилестроение

FlowVision применяется для аэродинамики автомобилей, расчёта систем охлаждения двигателя, впускных и выпускных трактов. ПАО «КАМАЗ» использует программу для моделирования обтекания грузовиков и автобусов.

Строительство

Моделирование вентиляции, дымоудаления, ветровых нагрузок на здания. Пример: расчёт ветрового режима для стадиона «Фишт» в Сочи.

Химическая промышленность

Расчёт реакторов, смесителей, сепараторов, трубопроводов. Используется на предприятиях ПАО «Сибур», АО «Газпромнефть».

Интеграция и совместимость

FlowVision поддерживает импорт геометрии из форматов STEP, IGES, STL, Parasolid, а также из CAD-систем (SolidWorks, NX, КОМПАС-3D). Экспорт результатов возможен в форматы VTK, CSV, Tecplot. Программа работает под управлением ОС Windows и Linux (Red Hat, CentOS, Astra Linux). Для параллельных расчётов используется MPI (OpenMPI, Intel MPI).

Лицензирование и стоимость

Лицензирование FlowVision — проприетарное. Стоимость годовой лицензии на одно рабочее место (Standard) составляла в 2023 году около 1,5 млн рублей. Для государственных и образовательных учреждений предусмотрены скидки. Бесплатная версия Academic доступна для вузов при условии некоммерческого использования.

Критика и ограничения

Основные замечания пользователей:

• Сложность освоения: интерфейс и документация требуют доработки, особенно по сравнению с ANSYS Fluent.
• Ограниченная поддержка параллельных вычислений: на кластерах с более чем 64 ядрами эффективность падает.
• Недостаточная база верификационных тестов: для некоторых моделей (например, LES) требуется дополнительная настройка.
• Отсутствие встроенного оптимизатора: для параметрической оптимизации необходимо использовать внешние инструменты.

Тем не менее, в ряде отраслей (особенно в авиастроении и энергетике) FlowVision демонстрирует точность, сопоставимую с западными аналогами, при меньшей стоимости лицензии.

Перспективы развития

В 2024 году компания «ТЕСИС» анонсировала разработку версии 2025, включающей:

• Улучшенные модели турбулентности (SST-SAS, IDDES).
• Интеграцию с нейросетевыми методами для ускорения расчётов.
• Поддержку GPU-ускорения (CUDA, OpenCL).
• Расширение библиотеки материалов и химических реакций.

Планируется также выпуск облачной версии с оплатой по подписке.

Источники

1. Котов В. Н., Шевелёв В. Д. Вычислительная гидродинамика: основы и приложения. — М.: Физматлит, 2012.
2. Официальный сайт ООО «ТЕСИС» — раздел «FlowVision» (архивная версия 2023 г.).
3. Реестр отечественного ПО Минцифры РФ — карточка продукта FlowVision.
4. Отчёт о внедрении FlowVision на ПАО «КАМАЗ» // Журнал «CAE-технологии», 2021, № 3.
5. Материалы конференции «Вычислительная гидродинамика и теплообмен» (Москва, 2022) — доклады по верификации FlowVision.