流動優化
關注創建者：Titan 流體 創建時間：2020-11-27
流動優化的視頻教程
優化軟件modeFRONTIER優化氣道流程介紹
基于modeFRONTIER的發動機流動相關優化解決方案 適用人群：主要是面向對氣道、燃燒室、進排氣系統、水套等發動機相關內部流動優化設計感興趣的設計和仿真工程師。
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新能源汽車能量流管理測試與分析
新能源汽車能量流管理測試與分析 適用人群：電驅電控測試工程師，電驅電控研發人員 新能源汽車能量流管理測試與分析（免費）【已結束】 直播時間：2020-05-27 14:00 培訓內容 對新能源汽車各系統及部件的能量消耗研究，能掌握整車在整個運行工況下能量損失的流向問題；同時可以對能量回收、控制策略的調整以及整車能量流動的優化工作提出有效指導建議。
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流動優化的實例教程
Tosca fluid是目前唯一一款模塊化的針對管道流動問題的無參管道流體優化系統，它采用行業標準的CFD拓撲優化求解器，其優化過程設置簡單、不需要參數。基于初始的設計空間，由Tosca fluid自動優化流道的設計，采用先進的優化技術幫助工程師開發新的產品，采用單一的CFD求解器運行得到諸如顯著降低壓降和增強流動均勻性的優化結構。
Tosca fluid優勢
與先進的CFD求解器無縫集成；
通過自動布局和廣泛集成過程提高效率；
通過在產品開發的早期階段應用優化縮短開發時間；
獨特的和經濟的新型流道開發方法；
Tosca fluid-流體流動的設計和優化.pdf
展開 </p><p>盡管熱管在實際應用中已經展現出了其優越的性能，但在設計和優化過程中仍然面臨諸多挑戰。實驗測試雖然能夠提供真實的數據，但往往成本高昂且周期長。此外，實驗條件難以完全控制，可能會受到環境因素的影響。因此，仿真技術在熱管設計和優化過程中起到了至關重要的作用。</p><p><strong>熱管模擬仿真目的</strong></p><p>通過CFD技術模擬熱管的實際工作過程，以預測和優化其熱傳輸性能。仿真可以實現以下幾個目的：</p><p><strong>設計優化：</strong>基于仿真數據，可以調整熱管的幾何形狀、管徑、管長、翅片結構等關鍵參數，以最大化其熱傳輸效率。</p><p><strong>性能預測：</strong>通過CFD技術，可以預測熱管在不同工況下的溫度分布、壓力變化、傳熱效率以及響應速度等關鍵參數。</p><p><strong>流動與傳熱特性分析：</strong>揭示熱管內部的流體流動和傳熱特性，觀察到流體在熱管內的流動路徑、流速分布、壓力分布以及溫度分布等關鍵信息。</p><p><strong>穩定性與可靠性評估：</strong>評估熱管在不同運行條件下的穩定性和可靠性。包括長時間運行、負荷變化、環境變化等多種情況。</p><p><strong>熱管仿真的難點</strong></p><p><strong>物理模型復雜性：</strong>熱管仿真涉及到兩相流、多組分流動、相變現象、復雜的傳熱機制以及毛細力驅動的回流效應，這些都需要高精度的數學模型來描述。</p><p><strong>邊界條件設置：</strong>準確設定熱管兩端及壁面的熱通量、壓力、濕度等邊界條件是仿真結果準確性的關鍵，而在實際情況中這些條件可能會隨時間和空間變化。
展開 風扇噪音是目前行業內重點關注的問題，降噪是一個相當龐大而復雜的內容，通過調整葉片模型，改善風扇內的流動效果，能夠在一定程度上降低風扇的氣動噪音。結合CAESES便捷的參數化建模功能，能夠對葉尖傾斜、尾緣鋸齒等結構的影響進行方便快速的研究，實現風扇氣動性能提升及噪聲降低的目的。
下面對CAESES參數化建模在軸流風扇降噪研究中的一些應用進行介紹：
葉尖傾斜
葉尖傾斜能夠減小軸流風扇轉子與靜子之間的相互作用，從而降低噪音水平。我們可以在CAESES中對葉片頂端進行裁剪，形成傾斜結構，并通過參數控制裁剪的形狀及深度等，從而能夠快速生成多種方案模型，并結合CFD軟件進行自動化仿真優化研究。
軸流風扇的葉尖傾斜
尾緣鋸齒
尾緣鋸齒結構能夠將葉片吸力側和壓力側的氣流相互混合，通過改善兩側氣流的過渡形式，可以有效減少尾跡損失，繼而實現效率提高和噪音降低。在CAESES中能夠便捷的通過參數對尾緣鋸齒形狀、位置、深度及數量等進行控制，對該結構對風扇性能的影響進行深入研究。
葉片尾緣鋸齒
其他表面特征
CAESES具有強大的功能集成以及開放的feature編輯策略，能夠實現各類復雜結構的參數化構建，方便的實現工程師優化過程中對于模型變形的各類需求。
考慮其他復雜表面特征的參數化葉片模型
自動仿真優化
為了找到葉尖傾斜和尾緣鋸齒等結構的最佳參數，通常需要結合CFD模擬工具進行設計探索和形狀優化。在這個過程中，CAESES和仿真模擬工具連接，能夠全程自動化的進行網格劃分和仿真分析，CAESES的優化策略工具會驅動葉片的形狀參數自動向著提高葉輪效率和降低噪聲的方向變化。
自動進行網格劃分和CFD分析
性能優化
展開 盡管熱管在實際應用中已經展現出了其優越的性能，但在設計和優化過程中仍然面臨諸多挑戰。實驗測試雖然能夠提供真實的數據，但往往成本高昂且周期長。此外，實驗條件難以完全控制，可能會受到環境因素的影響。因此，仿真技術在熱管設計和優化過程中起到了至關重要的作用。
熱管模擬仿真目的
通過CFD技術模擬熱管的實際工作過程，以預測和優化其熱傳輸性能。仿真可以實現以下幾個目的：
設計優化：基于仿真數據，可以調整熱管的幾何形狀、管徑、管長、翅片結構等關鍵參數，以最大化其熱傳輸效率。
性能預測：通過CFD技術，可以預測熱管在不同工況下的溫度分布、壓力變化、傳熱效率以及響應速度等關鍵參數。
流動與傳熱特性分析：揭示熱管內部的流體流動和傳熱特性，觀察到流體在熱管內的流動路徑、流速分布、壓力分布以及溫度分布等關鍵信息。
穩定性與可靠性評估：評估熱管在不同運行條件下的穩定性和可靠性。包括長時間運行、負荷變化、環境變化等多種情況。
熱管仿真的難點
物理模型復雜性：熱管仿真涉及到兩相流、多組分流動、相變現象、復雜的傳熱機制以及毛細力驅動的回流效應，這些都需要高精度的數學模型來描述。
邊界條件設置：準確設定熱管兩端及壁面的熱通量、壓力、濕度等邊界條件是仿真結果準確性的關鍵，而在實際情況中這些條件可能會隨時間和空間變化。
微尺度效應：部分熱管內部結構具有微觀特征，如微槽、多孔介質等，這類微尺度效應對傳熱有顯著影響，但建模難度較大。
數值計算挑戰：求解涉及非線性方程組的穩定性、收斂性和計算資源需求較高，特別是在處理大規模三維模型時。
專業的熱管模擬仿真模塊
HeatPipePro是專用于熱管內部流動、傳熱和傳質仿真的模塊。
展開 本次直播將介紹使用優化軟件modeFRONTIER進行氣道優化的方法和注意事項，包括氣道變形方式的選取、CFD軟件的選取及集成方法、DOE/優化算法的選擇和設置、后處理的方法等等。
課程大綱：
1. 氣道優化背景說明
2. 常見優化流程
3. 變形方式選取及modeFRONTIER集成方法
4. CFD軟件選擇及不同集成方法
5. 算法選擇及設置
l DOE算法選擇及設置
l 響應面算法選擇及設置
l 優化算法選擇及設置
6. 后處理方法及注意事項
7. 氣道優化案例介紹
8. 燃燒室優化案例介紹（參考）
適宜人群：
對氣道/燃燒室等發動機相關內部流動優化設計感興趣的設計和仿真工程師。
時間安排：
2020年3月10日 19:30
講師簡介：
張振科
博士學位，現就職于艾迪捷信息科技(上海)有限公司北京分公司，擔任優化軟件modeFRONTIER產品技術經理。從事CAE相關工作已十年有余，擅長多學科優化、多物理場耦合等領域，對ANSYS、Abaqus、FLUENT、STAR-CCM+等CAE分析軟件均較為熟悉，同時還負責完成了多項各種類型的CAE工程仿真項目。
報名方式：
點擊圖片或點擊鏈接立即報名：https://www.yqgqt.org.cn/live/10696
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流動優化的最新內容
通量格式與數值方法：新增Roe、AUSM+等高級通量格式，適用于可壓縮高速流動；優化對流項、擴散項離散格式，瞬態時間推進算法進一步增強；提供動量預測、旋轉機械高級限制等專家選項，滿足資深用戶的精細化調試需求。
新增交界面模型：多孔階躍交界面模型、域內風扇交界面模型，無需精細建模即可快速模擬多孔介質、風扇等部件的宏觀效應。
芯片布局評估
? 顯示動態熔膠流動行為
? 評估澆口與流道設計
? 優化流動平衡
? 避免產生氣泡缺陷
結構驗證
? 應用流固耦合（fluid-structure interaction）算法預測金線、導線架、芯片偏移、芯片變形等行為
? 可與ANSYS及Abaqus整合，共同分析結構強度
制程條件影響預測
? 模擬實際生產的多樣化制程條件
? 計算制程改變所造成的溫度
在最新版Fluent軟件中，CFD專家現在可以通過最少的設置，并且無需具備任何優化或AI/ML專業背景，即可輕松優化流體流動仿真。
目前，Ansys開放Fluent和optiSLang的免費試用，歡迎點擊鏈接進行申請：
立即申請試用
Ansys Fluent
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Ansys optiSLang
該模塊采用基于孔隙率的方法對流動區域進行優化，通過在區域內添加或移除材料，引導流體高效流向出口。案例的幾何模型與流動條件均經過刻意簡化，便于學習者輕松解讀和可視化拓撲結構與孔隙率的演變過程。
本課程基于OpenFOAM v2412開發，所有演示內容、算例文件及字典文件均與該版本完全兼容。
一期一會 | 什么是渦輪機？6個月前
工程師使用此類工具來指導改進3D幾何結構，以便在多種工況下優化流體流動的能量提取。葉片設計是一個隨著時間的推移而不斷改進的迭代過程。
多級和瞬態組件設計
在完成葉片設計后，下一步是優化靜態和旋轉級的協同工作方式。
這些都需要通過流體力學軟件建立 “血液流動模型”，優化支架的孔徑和形狀，確保植入后血液能順暢流通。
還有 “呼吸模擬器”—— 新冠疫情期間，科學家用流體力學原理模擬病毒在空氣中的傳播路徑，分析不同通風條件下病毒的擴散范圍，為方艙醫院的通風設計提供依據，這正是 “多相流體力學”（氣體 + 病毒顆粒）的實際應用。
表：主要螺桿清洗料生產企業及其產品特點
旭化成(旭塑潔)
R系列(RX, RE, RU) R 系列(RX, RE, RU)
樹脂相溶化技術，優化熔融流動特性
汽車、包裝、電子
肯天
尤其是二維潰壩數值模擬，以其高效、經濟和安全等優勢，在研究潰壩流動特征、優化壩體設計以及制定安全標準方面發揮了關鍵作用。
標準潰壩實驗
標準潰壩實驗最早由Martin和Moyce（1952）提出，經過多年的不斷發展，逐漸成為檢驗數值模型準確性的經典算例之一。
準確地模擬和分析這些多相流的流動行為，對于優化工程設計、提高生產效率以及保障安全運行具有至關重要的意義。
然而，傳統的單相流模擬方法顯然無法滿足多相流問題的需求，因為多相流涉及到不同相之間的復雜界面相互作用、相間傳熱傳質以及拓撲變化等現象。
芯片布局評估
? 顯示動態熔膠流動行為
? 評估澆口與流道設計
? 優化流動平衡
? 避免產生氣泡缺陷
結構驗證
? 應用流固耦合（fluid-structure interaction）算法預測金線、導線架、芯片偏移、芯片變形等行為
? 可與ANSYS及Abaqus整合，共同分析結構強度
制程條件影響預測
? 模擬實際生產的多樣化制程條件
? 計算制程改變所造成的溫度
