伏圖流體力學(xué)分析功能介紹及三維管道流動仿真APP開發(fā)

仿真APP

一、背景介紹

在現(xiàn)代工程和科學(xué)研究中，流體力學(xué)扮演著至關(guān)重要的角色。流體的流動和傳熱現(xiàn)象廣泛存在于自然界和工業(yè)應(yīng)用中，如能源、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、船舶與海洋工程、汽車工程、化工過程、環(huán)境工程、生物醫(yī)學(xué)工程等。隨著技術(shù)的發(fā)展，流體力學(xué)仿真在這些行業(yè)的多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用實踐。借助流體力學(xué)仿真分析，研究人員和工程師可以優(yōu)化設(shè)計、預(yù)測系統(tǒng)性能、降低成本和風(fēng)險，推動相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新。

二、伏圖流體力學(xué)分析功能介紹

云道智造通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖（Simdroid）具備完備的流體力學(xué)分析功能，支持多物理場耦合仿真，為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。

功能特點

1、支持任意多面體網(wǎng)格

軟件支持剖分貼體笛卡爾網(wǎng)格、四面體網(wǎng)格，也可以導(dǎo)入任意多面體網(wǎng)格。

2、包含豐富的湍流模型

既有工程中常用的渦粘性湍流模型，如k-ε和k-ω RANS模型，也包括尺寸解析類模型，如大渦模擬和分離渦模型，用以解析渦系精細(xì)結(jié)構(gòu)和流動噪聲等復(fù)雜流動現(xiàn)象。

3、不可壓縮/可壓縮流

軟件具備壓力基和密度基求解器、可壓縮狀態(tài)方程和常用對流格式用以模擬亞、跨、超音速流動。

4、多相流：VOF/Euler-Euler

分離多相流系統(tǒng)適用VOF模型，模型考慮了表面張力和質(zhì)量交換，支持可壓縮流動；分散多相流系統(tǒng)則適用Euler-Euler模型，支持常見的相間相互作用模型。

5、組分輸運

用于模擬互溶的多種組分在混合物中的擴(kuò)散運動和相互作用。

6. 旋轉(zhuǎn)機(jī)械

具備多參考系、滑移網(wǎng)格功能，可廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械類的模擬。

7、氣動噪聲分析

基于FWH聲比擬方法的遠(yuǎn)場聲信號計算，搭配尺度解析類湍流模擬解析多尺度的湍流噪聲。

8、流動傳熱：熱對流/傳導(dǎo)/輻射/共軛傳熱

軟件支持對通用的熱對流、傳導(dǎo)和輻射問題的求解，對于流固耦合傳熱問題提供了共軛傳熱、流熱耦合的技術(shù)路線。

三、三維管道流動仿真APP開發(fā)

作為仿真PaaS平臺，伏圖內(nèi)置的APP開發(fā)器支持用戶以無代碼化的方式便捷封裝參數(shù)化仿真模型及仿真流程，將仿真知識、專家經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為可復(fù)用的仿真APP。封裝好的仿真APP可通過工業(yè)仿真APP商店Simapps，實現(xiàn)云端部署與在線應(yīng)用，為用戶提供在線仿真工具。

在這里我們以一個簡單但具有廣泛代表性的流體問題——冷熱流體在管道內(nèi)湍流混合過程為例，來展示流體力學(xué)APP的開發(fā): 三通管湍流內(nèi)流場冷熱流混合效果分析 – Simapps Store – 工業(yè)仿真APP商店

冷熱流體在三通管內(nèi)的湍流混合是一類具有代表性的典型問題，對于工業(yè)系統(tǒng)的效率、安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要的實際意義。該分析能夠幫助工程師提高混合的均勻性和效率，從而減少能源浪費和因熱波動誘發(fā)的熱應(yīng)力、熱疲勞，降低部件失效風(fēng)險，可作為管道優(yōu)化的基礎(chǔ)。