沒有深夜痛哭過，不足以談人生。

沒有熬夜畫過網格，也不足以自稱CFD老手。

網格民工不怕幾何大，怕的是它不同方向不一樣大。

通俗地說：害怕細長條，害怕薄片，更害怕扎堆的薄片。比如熱交換器，石油化工、汽車船舶、航空航天哪哪都要用。

看外觀，熱交換器可能長這樣，一種粗獷的美：

但其內心相當細膩，管翅犬牙交錯，板翅交替排列，強迫癥渾身舒坦。

但在CFD工程師眼中，這些結構一點都不美。它們意味著軟件卡死，內存爆炸，電腦死機。。。

之前我們講過，結構有限元對付很薄的零件，通常把它簡化成殼單元：有限元分析如何應對很薄的零件？

那流體仿真呢？

CFD中沒有殼單元，而是用另一種簡化：多孔介質。

多孔介質指的是由骨架和大量微小空隙組成的物質。海綿，土壤，木材，都可以認為是多孔介質。

從流體角度看，多孔介質有兩個特點：由固體和流體組成；流體可以流過該區域，且存在流阻。

你看這兩個特點，管翅和板翅換熱器是不是也具備？于是，就可以考慮將復雜固體及其包含的空隙，整體打包，簡化為一塊多孔介質。

如此一來，什么復雜內部結構？不在乎。你只需要告訴我多孔介質的孔隙度，以及流體流過它會有多大阻力即可。

孔隙度很容易計算，就是空腔體積/總體積，但流阻計算就費功夫了。

工程領域應用最廣泛的流阻模型是達西-Forchheimer 模型，其核心思想是：總的流動損失由粘性損失和慣性損失兩部分組成，粘性損失與速度成正比，慣性損失與速度的平方成正比。

簡單總結：流阻是流速的二次函數。

接下來你可以做試驗，或者做一小段結構的三維CFD模擬，得到一些流速與壓降數據。基于這些數據做二次曲線擬合，就得到了二次函數的系數。

天洑智能熱流體仿真軟件AICFD支持多孔介質模型。在設置時，將二次函數一次項和二次項系數，分別以粘性阻力和慣性阻力系數輸入，即可用規則的多孔介質域模擬復雜結構的流動及換熱。

多孔介質無法模擬流動細節，但能相當準確地模擬整體流動特征。比如計算總流阻、計算總換熱量，用微觀細節的犧牲換宏觀尺度的快速求解。

AICFD的幫助文檔中，就有汽車熱交換器的多孔介質模擬案例，歡迎到天洑官網下載，安裝體驗。