氣泡
關注創建者：CFD旋轉機械 創建時間：2019-08-21
氣泡的視頻教程
VOF底部通入大量氣泡
主要講解VOF兩相流，書上有單個氣泡上升的基礎教程，但沒有底部通氣產生大量氣泡的教學。本教學視頻主要是教大家怎么在底部產生大量氣泡。（文件包含網格文件，初始CAS，通氣3S后的CAS,DAT，操作錄像）錄像沒有聲音講解，有詳細的操作步驟。
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Fluent模擬疏水性側壁氣泡產生、上升、聚并破碎等問題
氣泡或粒子流動問題在實際工況中非常普遍，例如鼓泡塔、流化床、燃料電池等領域對此類問題研究較多，因此在工程上，能夠運用數值方法有效模擬氣泡或粒子流動等問題變得十分有意義。此案例利用VOF模型來模擬氣泡生成上升聚并等問題，屬于多相流中的氣液兩相流問題，主要講解氣泡脫離壁面的主要設置以及Fluent操作流程。
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Abaqus水下爆炸氣泡仿真（自由場）
基于Abaqus CEL方法對水下自由場的氣泡脈動進行了模擬，模擬結果可以很好的表現出氣泡三次脈動的過程，并與理論計算值，以及實驗都十分吻合。課程視頻詳細講解了stepbystep操作步驟，包教包會。 文件中包含了多個Inp文件，是出于對比的目的，如果綜合考慮精度和效率，選取Bubble-1_3即可，如果追求更高的精度，可以用模型3，該模型網格會更密（>400W網格）。
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氣泡的實例教程
圖5 圖像過濾后的氣泡二值圖
6 氣泡填洞處理
目前的氣泡二值圖中，氣泡中心存在空洞，需將其進行填補。
氣泡填補前需確定氣泡的具體輪廓。為什么要增加這個步驟呢？因為有時拍攝出的照片，由于光線的原因，氣泡外輪廓是破損的，破損氣泡很難修復。
圖6 確定氣泡輪廓
從邊緣輪廓可以看出氣泡是完全封閉，如若出現破損氣泡，則必須進行破損氣泡刪除，或者選用合適的閾值對原灰度圖進行處理。接下來對氣泡進行填洞處理，結果如圖7所示。
圖7 填洞后的氣泡圖像
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計算氣泡當量直徑
計算氣泡當量直徑前，需對氣泡圖像進行標定。
展開 氣泡在生存發展過程中往往會導致噪聲和引起管道振動，自來水管路中如有空氣時往往會產生嘯叫聲和管道劇烈振動。掌握流動過程中氣泡的生成、發展及其破裂等動力規律是控制氣液兩相流氣動噪聲的基礎。
為了實現在一段管道中大量初始氣泡的隨機分布（如圖1所示），通過Fluent的journal文件結合matlab程序實現。
圖1 管道示意圖
2、實現思路及過程
Fluent的journal文件可以實現對Fluent的自動操作，一行journal文件代碼對應Fluent中一個操作步驟。通常情況下，在初始化過程中，在region中指定氣泡坐標和大小（半徑），可以通過一次Patch完成一個初始氣泡，但如果要實現上百個氣泡的隨機分布則工作量太大（如圖2-3）。
圖2 Region操作
圖3 Patch操作
為了實現大量隨機分布，通過matlab的rand或者randn函數隨機生成指定范圍內氣泡的位置（X，Y，Z）和半徑r，rand函數實現比較均勻的隨機分布，randn則實現符合正態分布規律的隨機分布（如圖4）。
圖4 Matlab程序實現300個氣泡位置和大小的隨機
之后通過for循環，將每一個氣泡的坐標和大小導入到一次region和patch操縱對應的journal文件代碼中。
展開 澆口設計 B, 氣泡尺寸 0.3mm, 完全耦合。
澆口設計 B, 氣泡尺寸 0.3mm, 部分耦合。
澆口設計 B, 氣泡尺寸 0.5mm, 完全耦合。
澆口設計 B, 氣泡尺寸 0.8mm, 完全耦合。
結論
1. 原本預測氣泡是在鑄造凝固過程中產生的缺陷。
2. 根據數值模擬，確認了氣泡真正發生的原因。
3. 可針對澆注系統進行優化設計，以減少氣泡產生的問題。
V7.4 后處理求解與新氣體模型的簡介，分析量化氣泡質量
氣體跟蹤環游記
在使用模擬軟件的過程中，對于“氣孔”的分析，一直都是難點。
首先，氣泡的完整物理過程包括了：產生、成長、合并、分裂和消亡
工程師需要在金屬液流動過程中，一幀一幀地仔細尋找包卷的區域。但這樣還不行，因為隨著金屬液的填充，包卷區域會變得越來越小，等到小于一個網格大小的時候，包卷區域就會消失，氣泡不見了！其實氣泡還會跟著金屬液的流動，繼續運動的。
然后，比較常用的判據是Max. pressure，最大壓強，用這個指標，來過濾出氣體風險的區域。算是定性分析了。
在 Cast-Designer v7.4 中，開發出了后處理求解器，其核心價值就是在眾多的模擬結果中，重新把需要的數據分析一遍，替代了工程師一幀一幀去尋找的工作。也彌補了求解器無法計算出小于一個網格的氣孔的缺陷。
后處理求解器可以從氣體被金屬液包卷的那一瞬間開始跟蹤，就算是一個氣泡被沖散為兩個或者三個，又或者是由于金屬液的流動，兩個氣泡合并在一起了，都能被記錄并跟蹤到。而且能定量到氣體質量，單位為毫克。
另外，還可以考慮到初始氣體的溫度，膨脹和壓力的影響；還有真空環境下，氣體質量的減少；排氣道的位置和排氣效應。
下一期，我們再講一下，更多的應用，如何分辨表面氣孔，內部氣孔，連通性氣孔。
C家精講，初衷是用最短的時間，分享一些鑄造工藝設計與分析的經驗。雖然是點點滴滴，愿能匯流成河，如果鑄友們喜歡，
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展開 如果流動包含多個氣泡或氣泡群，則可以在每個氣泡中賦予不同的壓力并將其作為邊界條件施加在圍繞氣泡的流體界面上。
在氣體流動和演化過程中，每個氣泡的體積與壓力可以通過如下絕熱方程進行定義：
所以，一旦氣體受到壓縮，其內部的壓力則會增加，并導致作用到流體上的壓力也相應增加。最后，氣體可能在能量發生一定耗損后透過金屬表面由排氣系統排出。
最小氣泡的跟蹤
如前所述， 絕熱氣體模型可以在充填過程中跟蹤氣體區域，并影響金屬液體本身的流動，從而為用戶提供了一種有效的方法去預測鑄造過程中與氣體相關的典型缺陷。
這種缺陷只能用絕熱氣體模型或類似的方法來解決，因為它們的目標是封閉的空氣區域，以該區域為核心發生相應的運動并且在填充過程中進一步壓縮。這種氣體區域具有明確的形狀，不能用流體中的每個分量來表示。此外，在每個氣泡內部也包含一些特定的信息（例如壓力和溫度），它們與周圍金屬的相互作用可以作為邊界條件。氣體本身的位置也是確定的，它最終可以分裂成更多的更小的氣泡，但它通常不會溶解到金屬中。
也正因為如此，卷氣模型或者Cast-Designer的表面缺陷跟蹤模型都無法模擬這種氣體問題，因為它們代表兩種不同的缺陷。它們都是從自由表面夾帶并分散到金屬中，但分別代表由于湍流自由表面引起的截留氣體和分散在自由表面上的氧化物和其它雜質。
但是，絕熱氣體模型也有一個巨大的限制， 那就是計算的氣泡體積必須大于元素尺寸。當氣泡變小時，且小于一個元素大小時，氣泡就會消失，其中包含的所有信息與物理量也隨之消失。這并非是實際物理過程如此，而是一種非常明顯的計算缺陷。
傳統的分析方法是，在模擬過程中仔細跟蹤氣泡的流向，特別是在最后沖填的部分，從而估計性地確定缺陷的種類與位置。由于氣泡內的壓力影響，最終氣泡消失的位置更傾向于會導致鑄造的氣孔缺陷。
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提升閥的耐久性測試遵循哪些標準？11天前
密封性與泄漏率檢測
依據ISO5208或EN12266標準，諾冠對每款提升閥進行內漏與外漏測試，在額定壓力下，閥門關閉狀態下的泄漏率必須低于規定閾值（通常為氣泡級密封），以保證系統在待機或保壓狀態下的能效與安全。
智能診斷與狀態反饋驗證
提升閥集成電子控制模塊，諾冠還依據IEC61131標準測試故障自診斷、狀態反饋與遠程通信能力，確保在智能工廠中實現預測性維護。
電子產品包裝、化妝品包裝、鐘表盒/珠寶盒、彩盒包裝等消費品包裝
美學創意包裝：設計、插畫、IP等
節慶印刷品：掛歷、臺歷、對聯、紅包、海報、賀卡等
包裝制品：紙質/塑料/金屬/木質/皮質/布料等包裝制品等
包裝材料：包裝裝飾、包裝紙、膠帶、標簽、包裝印刷耗材、包裝袋、包裝配套、EVA包裝、填充包裝等
紙塑/綠色包裝：環保材料包裝、可持續包裝等
電商/跨境包裝：紙箱、防震材料、氣泡袋
初調階段以基準找平為主，將水平儀放在地板中，沿 X、Y 軸兩個方向檢測，調整墊鐵高度讓水平儀氣泡居中，完成初步水平定位。這一步不要追求致精度，是讓地板整體平穩、無明顯傾斜。精調是關鍵，要分區域校準，將臺面劃分為多個檢測區，用水平儀逐點檢測，相鄰區域誤差控制在 0.02mm/m 以內。調整時遵循 “少量多次” 原則，每次微調墊鐵高度，避免 “調過勁” 導致反復返工。
用水平儀在平臺縱向、橫向多個位置校準，確保氣泡居中，避免因傾斜產生測量誤差。
清潔檢查：用軟布或軟毛刷徹和底清除平臺表面的灰塵、鐵屑、油污等雜質，嚴禁使用鋼絲球、刮刀等硬物刮擦。同時檢查工作面有無劃痕、銹蝕等損傷。
工件預處理：確保待測工件底部平整、無毛刺和尖銳凸起，防止壓傷平臺。嚴禁超載，工件總重不得超過平臺的額定載荷。
將水平儀放在平臺臺面，沿X軸、Y軸兩個方向分別檢測，緩慢調整墊鐵高度，讓水平儀氣泡處于位置，完成初步水平定點。這一步無需追求致精度，是讓平臺整體處于水平狀態，無明顯傾斜。精調階段，將臺面劃分為4個區域，在每個區域分別放置水平儀，逐區域微調墊鐵，相鄰區域的水平誤差控制在0.02mm/m以內，確保整個臺面平面度達標。
如果材料內部的缺陷（如氣泡、雜質）尺寸遠小于這個長度，則該缺陷對整體強度影響甚微。
反之，材料則對缺陷非常敏感。
材料的缺陷敏感性
這個概念將微觀的分子損傷機制與宏觀的斷裂強度直接聯系起來，為通過分子設計（如調整網絡結構、引入能量耗散機制）來調控材料對缺陷的容忍度指明了方向。那么，如何測量并獲取這個關鍵的材料本征長度參數？
粗調水平
將框式水平儀放置在平臺工作面的縱向、橫向、對角線三個方向，通過敲打斜墊鐵或旋轉調整螺栓，使水平儀氣泡大致居中，粗調目標為水平度≤0.5mm/m。初步調整后預緊地腳螺栓螺母。
精調水平
在平臺四角、中和心及加載點等關鍵位置多點測量。使用0.02mm/m精度的水平儀，微調墊鐵高度，每次調整量不超過0.05mm，調整后靜置10-15分鐘消除應力回彈，然后復測。
調平時，通過旋轉墊鐵調節螺栓，逐步調整臺面高度，使水平儀氣泡居中，縱向、橫向水平誤差均控制在0.02mm/m以內，調平完成后，鎖緊墊鐵螺栓，再次復檢，確保水平精度不回彈。
二板斧：夾緊——定點，穩固可靠，技術核心是“受力均勻、定點”。夾緊前，需根據工件尺寸、重量和裝配要求，選擇合適的T型槽位置和夾緊方式，確保工件心與平臺支撐重合，避免單邊受力導致的工件變形和平臺偏移。
精細調試：調出比較佳狀態
粗調水平：把水平儀分別放在底板的長度、寬度方向，以及四個角上，看氣泡往哪兒偏。要么調膨脹螺栓，要么墊塞鐵片，直到氣泡居中，水平誤差先控制在 0.1mm/m 以內。
精校平整度：用 0.02mm/m 精度的水平儀，按“三點支撐法”逐點檢查工作面。要是局部鼓起來，就松點對應螺栓，墊薄塞鐵片；要是凹下去，就緊螺栓或換厚塞鐵片。
粗調找平：用框式水平儀沿平臺縱向、橫向放置，初步調節地腳螺栓，使水平儀氣泡居中，平面度誤差控制在0.1mm/m以內。
精調校準：使用激光水平儀投射基準線覆蓋工作面，均勻選取8-12個檢測點（含四角、中部及T型槽交叉處）。低洼處順時針旋轉地腳螺栓升高，高處逆時針調低，反復微調至平面度誤差符合精度等級要求：00級≤0.02mm/m、0級≤0.04mm/m、1級≤0.08mm/m。
