物性參數(shù)的案例
五十七、Fluent UDF自定義材料物性參數(shù)
對(duì)于DEFINE_PROPERTY宏，定義材料的物性參數(shù)。因此使用時(shí)，直接在材料物性界面選中即可
Materials--Fluid--air
比如需要修改air的粘度，在Viscosity處選擇user-defined，會(huì)彈出右圖，然后選中DEFINE的name就行，點(diǎn)擊OK。
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材料物性參數(shù)識(shí)別的梯度正則化方法.PDF
材料物性參數(shù)識(shí)別的梯度正則化方法.PDF
免費(fèi)-塑料塑膠材料物性表屬性、性能參數(shù)查詢數(shù)據(jù)庫
通過數(shù)據(jù)技術(shù)處理，實(shí)現(xiàn)技術(shù)參數(shù)精確搜索。
可以把以下屬性：
疊加篩選搜索，提高選材效率
并查看原廠物性表，查找供應(yīng)商
基本信息搜索
1.種類 - ABS, ASA, AES, PC ,PBT, PC/ABS , PP, PEI, PPS, PA6, PA66, PPA,PPO, TPO, LCP ,PE等
2.產(chǎn)生廠商- 巴斯夫 (BASF)，杜邦 (DuPont)，帝斯曼 (DSM)，凱柏膠寶(Kraiburg Tpe)，科思創(chuàng) (原拜耳)(Covestro)樂金LG化學(xué) (LG Chem)，沙特基礎(chǔ) (SABIC)， 埃克森美孚化工(ExxonMobil Chemical)， 索爾維(蘇威)(Solvay)等
3.增強(qiáng)填充%- 玻纖，礦物，玻璃微珠，碳纖，滑石粉，碳酸鈣，PTFE，芳綸纖維，長(zhǎng)玻纖，長(zhǎng)碳纖等
4.產(chǎn)品特性- 阻燃，抗靜電， 導(dǎo)電，導(dǎo)熱，食品接觸級(jí)，醫(yī)療級(jí)，光擴(kuò)散，耐磨，尺寸穩(wěn)定，易涂裝，電鍍，抗紫外線，耐水解，耐化學(xué)，激光標(biāo)記，抗折白等。
5.法規(guī)認(rèn)證- FDA, ROHS, NSF, ISO10993, NSF, RECAH等
技術(shù)參數(shù)搜索
6.物理性能- 密度，比重，MFR,MVR，收縮率，吸水率。
展開 免費(fèi)-塑料塑膠材料物性表屬性、性能參數(shù)查詢數(shù)據(jù)庫
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疊加篩選搜索，提高選材效率
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基本信息搜索
1.種類 - ABS, ASA, AES, PC ,PBT, PC/ABS , PP, PEI, PPS, PA6, PA66, PPA,PPO, TPO, LCP ,PE等
2.產(chǎn)生廠商- 巴斯夫 (BASF)，杜邦 (DuPont)，帝斯曼 (DSM)，凱柏膠寶(Kraiburg Tpe)，科思創(chuàng) (原拜耳)(Covestro)樂金LG化學(xué) (LG Chem)，沙特基礎(chǔ) (SABIC)， 埃克森美孚化工(ExxonMobil Chemical)， 索爾維(蘇威)(Solvay)等
3.增強(qiáng)填充%- 玻纖，礦物，玻璃微珠，碳纖，滑石粉，碳酸鈣，PTFE，芳綸纖維，長(zhǎng)玻纖，長(zhǎng)碳纖等
4.產(chǎn)品特性- 阻燃，抗靜電， 導(dǎo)電，導(dǎo)熱，食品接觸級(jí)，醫(yī)療級(jí)，光擴(kuò)散，耐磨，尺寸穩(wěn)定，易涂裝，電鍍，抗紫外線，耐水解，耐化學(xué)，激光標(biāo)記，抗折白等。
5.法規(guī)認(rèn)證- FDA, ROHS, NSF, ISO10993, NSF, RECAH等
技術(shù)參數(shù)搜索
6.物理性能- 密度，比重，MFR,MVR，收縮率，吸水率。
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國產(chǎn)CFD軟件VirtualFlow：超臨界流動(dòng)傳熱模擬仿真，精準(zhǔn)把握熱物性變化
超臨界工況下的流體兼具氣體和液體的雙重特性，其密度接近液體，而粘度接近氣體，熱物性受溫度和壓力的影響極大，尤其在擬臨界溫度附近，物性變化極為劇烈。這種特性使得超臨界流體在能源、化工、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，例如超臨界水、超臨界二氧化碳以及各種超臨界狀態(tài)有機(jī)工質(zhì)的研究等。然而，超臨界流體的流動(dòng)傳熱問題復(fù)雜，需要借助先進(jìn)的模擬仿真工具來實(shí)現(xiàn)對(duì)其流動(dòng)傳熱特性的精準(zhǔn)分析。本文將介紹VirtualFlow軟件在超臨界流動(dòng)傳熱模擬中的應(yīng)用，并通過具體算例展示其強(qiáng)大的功能。
圖 1 超臨界流體PT圖
1.VirtualFlow中的變物性表達(dá)方法
在超臨界流動(dòng)傳熱模擬中，準(zhǔn)確處理流體的變物性是關(guān)鍵。VirtualFlow軟件提供了多種方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)超臨界流體熱物性參數(shù)的準(zhǔn)確表達(dá)，以下是幾種主要方法：
1.1 直接插值方法
在狀態(tài)點(diǎn)足夠密集的情況下，直接插值方法可以實(shí)現(xiàn)高精度的物性參數(shù)計(jì)算。VirtualFlow支持從美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）數(shù)據(jù)庫中直接查找數(shù)據(jù)，并通過單線性插值或雙線性插值方法獲取所需的物性參數(shù)。此外，用戶還可以通過curve_fit方法，采用dat文件讀入方式實(shí)現(xiàn)單線性插值。
圖 2 dat文件格式
1.2 狀態(tài)方程
對(duì)于超臨界物性參數(shù)，VirtualFlow還內(nèi)置了多種狀態(tài)方程。通過對(duì)狀態(tài)方程的求解，可以直接得到該狀態(tài)下的物性參數(shù)，滿足對(duì)一般超臨界物性的設(shè)置需求。
圖 3 VirtualFlow中設(shè)置狀態(tài)方程
1.3 多項(xiàng)式擬合方法
VirtualFlow還支持通過自定義函數(shù)（UDF）實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)式擬合方法，用于計(jì)算超臨界流體的熱物性參數(shù)。采用UDF實(shí)現(xiàn)物性參數(shù)的多項(xiàng)式擬合可采用如下UDF。
展開 如何實(shí)現(xiàn)從PRO/II向Aspen HTFS（EDR）傳遞數(shù)據(jù)
如EDR是aspen公司的軟件，往往一般的辦法是，把PRO/II換熱器流股數(shù)據(jù)手動(dòng)又在EDR里面再輸入一遍，然后利用EDR內(nèi)的物性參數(shù)再重新進(jìn)行計(jì)算，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。特別是遇到PRO/II中用到aspen中沒有的物質(zhì)需要自定義，而我自己遇到的一種情況是PRO/II內(nèi)的流股有超過60中組分，而EDR只允許輸入50種，這咋辦呢？ 我們先來看看EDR，從簡(jiǎn)單來講，EDR一個(gè)最重要的功能就是利用所提供的物性參數(shù)以及換熱器傳熱介質(zhì)的各種特征計(jì)算出合適的傳熱系數(shù)，同時(shí)還可以取污垢系數(shù)為傳熱系數(shù)打折。實(shí)際上，在我們手工對(duì)管殼式換熱器進(jìn)行概算的時(shí)候，利用對(duì)數(shù)平均溫差、經(jīng)驗(yàn)的總傳熱系數(shù)以及換熱量，往往也可以估算一個(gè)大概的換熱面積來。EDR有個(gè)功能就是，冷熱介質(zhì)可以采用用戶直接輸入介質(zhì)的物性參數(shù)如導(dǎo)熱系數(shù)、熱容、粘度、表面張力等來實(shí)現(xiàn)計(jì)算，而并不在乎組成如何。所以，可以在EDR導(dǎo)入PSF文件來實(shí)現(xiàn)。
在PRO/II的高版本里，已經(jīng)提供了一個(gè)借口來生成EDR需要的PSF文件，從而實(shí)現(xiàn)PRO/II向EDR傳遞數(shù)據(jù)。下面來說說如何實(shí)現(xiàn)。
首先建一個(gè)流程，這個(gè)流程里有一個(gè)換熱器，必須還有一個(gè) HCURVE組件，見下圖。
雙擊HCURVE，進(jìn)入設(shè)置，這里面可以選擇流股。也可以選擇換熱器，這里我們選擇換熱器，PRO/II會(huì)根據(jù)換熱器的進(jìn)出口情況對(duì)流股物性參數(shù)內(nèi)插數(shù)據(jù)。如下圖。如果是選流股時(shí)，則之后需要設(shè)定溫度和壓力范圍再進(jìn)行內(nèi)插計(jì)算。另外，還要選擇在文本報(bào)告中打印的內(nèi)容，保險(xiǎn)的話全部選擇。
點(diǎn)擊OK，退出。運(yùn)行程序，注意，運(yùn)行程序時(shí)HCURVE是不會(huì)變黑的。接著，要輸出文本報(bào)告（這一步不能少）。
展開 【AICFD案例教程】電池包風(fēng)冷散熱分析
圖3-1 模型設(shè)置
右擊 材料>添加材料，MaterialType選擇Gas，新建材料，修改介質(zhì)物性參數(shù)，如圖3-2所示；
圖3-2 材料選擇
右擊 材料>添加材料，MaterialType選擇Solid，新建材料，修改介質(zhì)物性參數(shù)，如圖3-3所示；
圖3-3 材料選擇
右擊 材料> 添加材料，Material Type選擇Solid，新建材料，修改介質(zhì)物性參數(shù), 如圖3-4所示；
圖3-4 材料選擇
右擊 材料>添加材料，MaterialType選擇Solid，新建材料，修改介質(zhì)物性參數(shù)，如圖3-5所示；
圖3-5 材料選擇
2）計(jì)算域
① 雙擊 求解>流動(dòng)分析>計(jì)算域>Domain-FLUID_POROUS_CHIPIAN，在計(jì)算域設(shè)置窗口中類型選擇“PorousDomain”，材料選擇“AirPorous”和“Aluminium1”，然后點(diǎn)擊“下一步”，在打開的流體模型窗口點(diǎn)擊“確定”，將網(wǎng)格分配到計(jì)算域。
展開 案例解析|泄洪道挑流消能CFD模擬
表2物性參數(shù)
水 1e-6 1000 空氣 1.5e-5 1
openfoam求解器設(shè)置
本項(xiàng)目為求解泄洪道兩相流流場(chǎng)，湍流模型選用kEpsilon，需分別設(shè)置對(duì)應(yīng)fvSchemes離散方法，fvSolution方程求解方法， setFieldsDict初始場(chǎng)液相體積分?jǐn)?shù)及求解控制參數(shù)。
電力設(shè)備干式變壓器散熱仿真APP
電力設(shè)備干式變壓器散熱仿真分析APP封裝了冷卻風(fēng)扇安裝與運(yùn)行參數(shù)、包封材料物性參數(shù)以及高中低壓線圈熱損耗等參數(shù)，可快速計(jì)算風(fēng)冷條件、材料特性及熱損耗分布等改變的情況下對(duì)變壓器各部件換熱溫度及冷卻通道流場(chǎng)的影響。電力設(shè)備干式變壓器散熱仿真分析APP可查看固體部件表面溫度及熱通量云圖、流場(chǎng)中矢量、流線圖等工程中所需的計(jì)算結(jié)果。
電力設(shè)備干式變壓器散熱仿真分析APP是一款非常實(shí)用的工具，它可以幫助工程師們快速計(jì)算各種情況下變壓器各部件的換熱溫度及冷卻通道流場(chǎng)的影響。該APP封裝了包括冷卻風(fēng)扇安裝與運(yùn)行參數(shù)、包封材料物性參數(shù)以及高中低壓線圈熱損耗等參數(shù)，能夠快速計(jì)算風(fēng)冷條件、材料特性及熱損耗分布等改變的情況下的影響。
在電力設(shè)備中，變壓器是不可或缺的設(shè)備之一。變壓器的正常運(yùn)行與否直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在變壓器中，熱是一個(gè)非常重要的因素。如果變壓器過熱，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的壽命縮短甚至設(shè)備的損壞，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)引發(fā)事故。因此，熱管理對(duì)于變壓器的正常運(yùn)行非常關(guān)鍵。
傳統(tǒng)的變壓器散熱設(shè)計(jì)通常采用經(jīng)驗(yàn)公式或直接模擬，這種方法往往耗時(shí)長(zhǎng)、效果不佳。而使用電力設(shè)備干式變壓器散熱仿真分析APP，可以快速、準(zhǔn)確地計(jì)算出變壓器各部件的換熱溫度及冷卻通道流場(chǎng)的影響，為變壓器的熱管理提供了有力的工具。
該APP不僅可以計(jì)算出固體部件表面溫度及熱通量云圖，還可以計(jì)算出流場(chǎng)中矢量、流線圖等工程中所需的計(jì)算結(jié)果。這些結(jié)果可以幫助工程師們更好地理解變壓器內(nèi)部的熱流動(dòng)情況，從而優(yōu)化變壓器的散熱設(shè)計(jì)方案。
電力設(shè)備干式變壓器散熱仿真分析APP是一款非常實(shí)用的工具，它可以幫助工程師們快速、準(zhǔn)確地計(jì)算出變壓器的散熱情況，為變壓器的熱管理提供有力的支持，有助于提高變壓器的性能和可靠性。
展開 傳熱學(xué)主要知識(shí)點(diǎn) 附傳熱學(xué)楊世銘第四版下載
a 任何物體，只要溫度高于0 K，就會(huì)不停地向周圍空間發(fā)出熱輻射；b 可以在真空中傳播；
c 伴隨能量形式的轉(zhuǎn)變；
d 具有強(qiáng)烈的方向性；
e 輻射能與溫度和波長(zhǎng)均有關(guān)；
f 發(fā)射輻射取決于溫度的4次方。
7.導(dǎo)熱系數(shù), 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱系數(shù)之間的區(qū)別。
導(dǎo)熱系數(shù)：表征材料導(dǎo)熱能力的大小，是一種物性參數(shù)，與材料種類和溫度關(guān)。
表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：當(dāng)流體與壁面溫度相差1度時(shí)、每單位壁面面積上、單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量。影響h因素：流速、流體物性、壁面形狀大小等傳熱系數(shù)：是表征傳熱過程強(qiáng)烈程度的標(biāo)尺，不是物性參數(shù)，與過程有關(guān)。
下載地址：傳熱學(xué)楊世銘第四版
展開 基于某動(dòng)力電池防水透氣防爆閥的仿真研究
圖 3 防爆閥工作原理圖 1
圖 4 防爆閥工作原理圖 2
2 防水透氣防爆閥仿真研究
2.1 防爆閥CFD分析假設(shè)與仿真模型的建立
防爆閥實(shí)際工作情況較復(fù)雜，為了便于搭建 CFD 仿真模型，提出如下假設(shè)：
①電池包內(nèi)氣體為電池包內(nèi)揮發(fā)的物質(zhì)與空氣的混合物，本文僅研究防爆閥上防護(hù)蓋所受壓力，故將混合氣體當(dāng)做單一氣體，且該氣體物性參數(shù)可以獲取；
②氣體為各向同性均勻流體；
③氣體為不可壓縮流體；
④氣體的物性參數(shù)不隨溫度的變化而變化；
⑤電池包內(nèi)爆炸是一個(gè)氣體壓強(qiáng)逐漸增大的過程，在臨界狀態(tài)下防爆閥膜紙內(nèi)外表面氣壓一致；
⑥氣體流動(dòng)方式為湍流，強(qiáng)度為 5%；
⑦上防護(hù)蓋在閉合狀態(tài)下，其所承受 Y 向(彈簧拉伸方向)壓力的部位僅為橢圓孔部位（如圖 5 所示）。
根據(jù)上述內(nèi)容，搭建防爆閥 CFD 仿真分析模型，如圖 6所示。邊界條件將入口設(shè)置為“pressure-inlet”，出口設(shè)置為壓力“pressure-outlet”，將橢圓孔處設(shè)置為單獨(dú)的考察對(duì)象，并定義為“wall”，爆炸混合氣體物性參數(shù)如表 1 所示。
展開 
溢洪道挑流CFD模擬
網(wǎng)格具體信息參數(shù)如下表1所示：
表1網(wǎng)格信息參數(shù)
圖三：溢洪道網(wǎng)格
四、物性參數(shù)
分析所涉及流場(chǎng)介質(zhì)主要包括水和空氣，sigma值取0.07，其相關(guān)物性參數(shù)如表2所示。
表2物性參數(shù)
運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
密度(kg/m3)
水
1e-6
1000
空氣
1.5e-5
1
五、OpenFoam求解器設(shè)置
本項(xiàng)目為求解溢洪道兩相流流場(chǎng)，湍流模型選用kEpsilon，需分別設(shè)置對(duì)應(yīng)fvSchemes離散方法，fvSolution方程求解方法， setFieldsDict初始場(chǎng)液相體積分?jǐn)?shù)及求解控制參數(shù)。
展開 傳熱學(xué)主要知識(shí)點(diǎn) 附傳熱學(xué)第四版高教下載
a 任何物體，只要溫度高于0 K，就會(huì)不停地向周圍空間發(fā)出熱輻射； b 可以在真空中傳播；
c 伴隨能量形式的轉(zhuǎn)變；
d 具有強(qiáng)烈的方向性；
e 輻射能與溫度和波長(zhǎng)均有關(guān)；
f 發(fā)射輻射取決于溫度的4次方。
7.導(dǎo)熱系數(shù), 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱系數(shù)之間的區(qū)別。
導(dǎo)熱系數(shù)：表征材料導(dǎo)熱能力的大小，是一種物性參數(shù)，與材料種類和溫度關(guān)。
表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：當(dāng)流體與壁面溫度相差1度時(shí)、每單位壁面面積上、單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量。影響h因素：流速、流體物性、壁面形狀大小等傳熱系數(shù)：是表征傳熱過程強(qiáng)烈程度的標(biāo)尺，不是物性參數(shù)，與過程有關(guān)。
下載地址：傳熱學(xué)第四版高教
展開 同軸送粉TIG熔覆過程數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究
2.3 氬氣的熱物性參數(shù)
TIG熔覆使用氬氣作為保護(hù)氣體，數(shù)值模擬過程中氬氣的熱物性參數(shù)會(huì)隨溫度發(fā)生較大變化，其相關(guān)物性參數(shù)隨溫度變化曲線如圖3所示。
圖3 氬氣熱物理參數(shù)隨溫度變化曲線
2.4 邊界條件和源項(xiàng)
模型加載的邊界條件如表1所示。
能量方程源項(xiàng)：
式中：σ為電導(dǎo)率；kB為Boltzmann常數(shù)；e為電子電量；SR為輻射損失。
表1 邊界條件
2.5模擬結(jié)果與分析
2.5.1 傳熱過程模擬
同軸送粉TIG熔覆過程電弧的溫度場(chǎng)分布如圖4所示。圖4a為130 A電流下電弧的溫度分布云圖。可以看出，電弧形態(tài)呈鐘罩狀，其溫度場(chǎng)近似于傳統(tǒng)TIG焊電弧的溫度場(chǎng)，鎢極尖端和工件之間存在較大的溫度梯度。圖4b為電弧中心軸向溫度分布曲線。在距鎢極軸向距離1.13 mm處溫度達(dá)到最高，這是因?yàn)榇颂幍碾娏髅芏容^大，電流流過導(dǎo)致等離子體中的電阻增加，從而產(chǎn)生較大的焦耳熱，且隨電流的增大，電弧的最高溫度也隨之升高，電弧溫度從鎢極尖端的最高值逐漸向工件表面遞減，工件表面的溫度約為3 000K，而316 L不銹鋼的熔點(diǎn)約為1 400 K，所以可以熔化母材形成熔池。
圖4 電弧的溫度場(chǎng)分布
2.5.2 氣流過程模擬
同軸送粉TIG熔覆過程電弧的流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果如圖5所示。圖5a為130 A電流下電弧等離子體速度分布云圖。圖5b為電弧中心軸向等離子體速度分布曲線。等離子氣以較小的速度從焊槍的送粉通道和送氣通道流入，在鎢極下端因受到電弧的影響開始電離，隨著電離的發(fā)生，等離子體速度迅速增大，靠近工件表面時(shí)等離子體的速度逐漸收斂，至工件表面時(shí)降至0，由圖5a可以看出，氣流主要集中在鎢極下方，從而提高了焊接質(zhì)量和穩(wěn)定性。圖5c為電弧中心軸向壓力分布曲線。可見，電弧中心軸向壓力先升后降，且峰值隨電流的增加而增大。
展開 案例解析|離心泵CFD分析
案例來源：陸面體科技官網(wǎng)
案例作者：羅宇航
摘要：通過OpenFOAM求解器對(duì)離心泵進(jìn)行CFD模擬分析，計(jì)算泵軸向力、揚(yáng)程等參數(shù)
項(xiàng)目概述
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和節(jié)能環(huán)保要求的提高，對(duì)與之配套的輔機(jī)設(shè)備水泵的參數(shù)和可靠性要求也越來越高。在給水泵的設(shè)計(jì)制造過程中，泵的軸向力預(yù)測(cè)問題一直是困擾給水泵設(shè)計(jì)人員的一個(gè)難題，以前采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，但是計(jì)算值與實(shí)際值之間存在較大的差異，且僅能對(duì)設(shè)計(jì)工況下的軸向力進(jìn)行計(jì)算，是水泵設(shè)計(jì)中需要解決的問題之一。
離心泵是工業(yè)上廣泛使用的泵類，已廣泛應(yīng)用于石油、化工、航空、醫(yī)藥、冶金等行業(yè)。離心泵通過旋轉(zhuǎn)葉輪將機(jī)械能從電動(dòng)機(jī)傳遞到流體中，從而增加流體壓力。流體從進(jìn)口流入葉輪中心，再沿葉輪葉片外緣排出。本項(xiàng)目通過openfoam求解器對(duì)離心泵進(jìn)行cfd模擬分析，計(jì)算泵軸向力、揚(yáng)程等參數(shù)。
模型簡(jiǎn)化
本算例使用幾何來源simscale網(wǎng)站pump案例。
離心泵幾何形狀
網(wǎng)格劃分
本算例使用網(wǎng)格來源simscale網(wǎng)站pump案例。網(wǎng)格為混合網(wǎng)格（如圖2），網(wǎng)格具體信息參數(shù)如下表1所示：
表1網(wǎng)格信息參數(shù)
網(wǎng)格總數(shù)
數(shù)量 3799153 10674188 3446576
網(wǎng)格類型
類型 hexahedra prisms tet wedges polyhedra 數(shù)量 3172282 55573 1400 217320 網(wǎng)格質(zhì)量
評(píng)價(jià)指標(biāo) 最大縱橫比 最小體積 最大非正交性 最大歪斜率 值 30.16 4.04e-013 70.73 18.04
物性參數(shù)
分析所涉及流場(chǎng)介質(zhì)主要包括水和空氣，sigma值取0.07，其相關(guān)物性參數(shù)如表2所示。
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