STAR-CCM+多項(xiàng)流
關(guān)注創(chuàng)建者：仿真客 創(chuàng)建時(shí)間：2022-12-15
STAR-CCM+多項(xiàng)流的實(shí)例教程
1、問題描述
本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中設(shè)置歐拉多相湍流，本模擬對鼓泡流塔建模，其中涉及通過豎直塔泵入的氣相和水相。幾何如下圖所示建模模型如下：
2、STAR-CCM+設(shè)置
不僅要考慮湍流連續(xù)相，而且還要考慮連續(xù)相中的氣泡，因此需要使用歐拉多相流。
（1）選擇物理模型；流體是湍流且不可以壓縮。使用歐拉多相流。物理模型的選擇如下：
（2）創(chuàng)建相并選擇相模型；在離散二相流體中，相間力的強(qiáng)度以及熱和質(zhì)量傳遞的量是氣泡尺寸的函數(shù)。由于氣泡的聚結(jié)和破碎，氣泡尺寸可能不斷變化。在STAR-CCM+ 中，使用動量的SGamma方法來研究離散的二相流中的顆粒尺寸分布。
?對于破碎，S-Gamma 模型考慮的是液滴上的破裂力（由于剪切和湍流）和恢復(fù)力（由于表面張力）之間的平衡。
?對于聚結(jié)，S-Gamma 模型考慮的是液滴碰撞的可能性、兩個(gè)碰撞液滴的接觸時(shí)間以及液滴之間的液膜的析液時(shí)間。
右鍵單擊Models > Eulerian Multiphase > EulerianPhases選項(xiàng)，選擇新建一個(gè)相，重命名為water，并為water相選擇相應(yīng)的物理模型，同樣的方法創(chuàng)建air相，并選擇相應(yīng)的物理模型，在air相選擇S-Gamma模型，air和water的物理模型如下：
（3）定義相間的相互作用；使用多相交互作用模型可定義水相和氣相之間的相互作用。
展開 1、問題描述
本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中設(shè)置歐拉多相湍流，本模擬對鼓泡流塔建模，其中涉及通過豎直塔泵入的氣相和水相。幾何如下圖所示建模模型如下：
2、STAR-CCM+設(shè)置
不僅要考慮湍流連續(xù)相，而且還要考慮連續(xù)相中的氣泡，因此需要使用歐拉多相流。
（1）選擇物理模型；流體是湍流且不可以壓縮。使用歐拉多相流。物理模型的選擇如下：
（2）創(chuàng)建相并選擇相模型；在離散二相流體中，相間力的強(qiáng)度以及熱和質(zhì)量傳遞的量是氣泡尺寸的函數(shù)。由于氣泡的聚結(jié)和破碎，氣泡尺寸可能不斷變化。在STAR-CCM+ 中，使用動量的SGamma方法來研究離散的二相流中的顆粒尺寸分布。
?對于破碎，S-Gamma 模型考慮的是液滴上的破裂力（由于剪切和湍流）和恢復(fù)力（由于表面張力）之間的平衡。
?對于聚結(jié)，S-Gamma 模型考慮的是液滴碰撞的可能性、兩個(gè)碰撞液滴的接觸時(shí)間以及液滴之間的液膜的析液時(shí)間。
右鍵單擊Models > Eulerian Multiphase > EulerianPhases選項(xiàng)，選擇新建一個(gè)相，重命名為water，并為water相選擇相應(yīng)的物理模型，同樣的方法創(chuàng)建air相，并選擇相應(yīng)的物理模型，在air相選擇S-Gamma模型，air和water的物理模型如下：
（3）定義相間的相互作用；使用多相交互作用模型可定義水相和氣相之間的相互作用。
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本次研討會圍繞風(fēng)電裝備研發(fā)過程中涉及到的整機(jī)性能、風(fēng)環(huán)境、葉片流場、氣彈流固耦合，葉片復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、電磁、振動噪聲、齒輪傳動、多體疲勞，機(jī)組熱管理、儲能、區(qū)域能源、數(shù)字化運(yùn)維等領(lǐng)域，結(jié)合西門子工程咨詢在風(fēng)電行業(yè)最佳實(shí)踐，分享 Simcenter 仿真與測試技術(shù)在風(fēng)電領(lǐng)域的前沿應(yīng)用。
邀請部門
總體部、葉片設(shè)計(jì)部門、仿真計(jì)算、機(jī)械傳動設(shè)計(jì)、機(jī)電控制、液壓設(shè)計(jì)、散熱分析、電機(jī)設(shè)計(jì)等部門
邀請對象
數(shù)字孿生研究人員、技術(shù)總監(jiān)、CAE 專家、測試工程師、設(shè)計(jì)工程師、控制工程師、相關(guān)高校老師及學(xué)生
議程搶先看
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01
時(shí)間：8月15日
分會場一：Simcenter STAR-CCM+風(fēng)機(jī)葉片氣動性能仿真及優(yōu)化方案
本次研討會主要介紹 STAR-CCM+在風(fēng)機(jī)葉片氣動性能仿真及優(yōu)化的解決方案，主要包含：
葉型優(yōu)化：型線導(dǎo)入，網(wǎng)格設(shè)置，葉型參數(shù)優(yōu)化及拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，轉(zhuǎn)捩模型
動網(wǎng)格技術(shù)：滑移網(wǎng)格，嵌套網(wǎng)格，網(wǎng)格變形
運(yùn)動定義：葉素動量法，運(yùn)動坐標(biāo)系，剛體運(yùn)動，六自由度運(yùn)動
葉片氣彈流固耦合分析方法等
分會場二：先進(jìn)復(fù)合材料葉片設(shè)計(jì)分析制造一體化
Fibersim作為先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)開發(fā)平臺，提供了專門針對風(fēng)機(jī)葉片的高效設(shè)計(jì)迭代方法及同CAE工具的雙向鏈接接口。
展開 圖4 除霜風(fēng)道流線圖
3 優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)分析
經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)前風(fēng)擋與左右側(cè)窗出口流量分配不合理，氣流流速偏低，除霜效果不能滿足性能要求等問題。根據(jù)除霜風(fēng)道及各出風(fēng)口流量分配以及風(fēng)道與駕駛艙內(nèi)的壓力和速度矢量分配圖，并針對風(fēng)量分配的大小及部分區(qū)域存在渦流的情況下，對風(fēng)道和出風(fēng)口位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
(1)修改空調(diào)箱吹腳出風(fēng)口的位置，從空調(diào)箱中間出風(fēng)吹臉風(fēng)道增加了一個(gè)風(fēng)門，左右吹腳風(fēng)管為一整體，從空調(diào)箱中間出風(fēng)；(2)同步修改前出風(fēng)格柵位置，縮短了兩前除霜風(fēng)口Y向間距30 mm,兩前除霜風(fēng)口X向分別后移10 mm和20 mm;(3)修改除霜兩側(cè)分流處的風(fēng)管，使分流處的風(fēng)管截面變大，光順過渡到兩側(cè)風(fēng)管，提高兩側(cè)中央出口速度的均勻性，使除霜管道更加的平順；(4)旋轉(zhuǎn)了儀表板出風(fēng)口格柵朝向。最終選擇同步優(yōu)化風(fēng)管布置、出風(fēng)口位置、風(fēng)管管道及儀表板出風(fēng)口格柵的設(shè)計(jì)與朝向，滿足在一定時(shí)間段的除霜流量，以達(dá)到理論的除霜仿真設(shè)計(jì)效果，且中央出風(fēng)口的速度分布均勻性較好，視野區(qū)A區(qū)和B區(qū)的均勻性也有所提升。在除霜模式下，除霜流量分別是168 CMH和167 CMH，除霜流量也得以提高。
4 優(yōu)化后結(jié)果及試驗(yàn)驗(yàn)證
除霜模式下各風(fēng)管流量分配及仿真結(jié)果如表3和圖5所示。
圖5 優(yōu)化后玻璃表面溫度云圖
優(yōu)化方案經(jīng)過仿真分析，結(jié)果如圖所示。35 min后，A區(qū)完成100%除霜，B區(qū)達(dá)到了95%。經(jīng)樣車試驗(yàn)，實(shí)際狀態(tài)與仿真結(jié)果相吻合。STAR-CCM+軟件CFD理論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真分析的合理性得到進(jìn)一步驗(yàn)證。
5 結(jié)論
本文采用CFD方法，結(jié)合STAR-CCM+軟件中多項(xiàng)流Fluid Film除霜模塊，對某重型卡車的除霜性能進(jìn)行分析。初始方案由于風(fēng)道及格柵角度設(shè)計(jì)不合理，使得各出風(fēng)口分風(fēng)不均勻，吹風(fēng)位置不理想，流動損失較大，達(dá)不到目標(biāo)除霜要求。
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5 結(jié)論
本文采用CFD方法，結(jié)合STAR-CCM+軟件中多項(xiàng)流Fluid Film除霜模塊，對某重型卡車的除霜性能進(jìn)行分析。初始方案由于風(fēng)道及格柵角度設(shè)計(jì)不合理，使得各出風(fēng)口分風(fēng)不均勻，吹風(fēng)位置不理想，流動損失較大，達(dá)不到目標(biāo)除霜要求。針對設(shè)計(jì)缺陷對除霜模型進(jìn)行優(yōu)化，最終優(yōu)化效果顯著，滿足整車除霜性能要求。經(jīng)過對樣車的實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果對比論證，優(yōu)化方案后的除霜效果能達(dá)到目標(biāo)設(shè)定要求。
1、問題描述
本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中設(shè)置歐拉多相湍流，本模擬對鼓泡流塔建模，其中涉及通過豎直塔泵入的氣相和水相。幾何如下圖所示建模模型如下：
2、STAR-CCM+
1、問題描述
本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中設(shè)置歐拉多相湍流，本模擬對鼓泡流塔建模，其中涉及通過豎直塔泵入的氣相和水相。幾何如下圖所示建模模型如下：
2、STAR-CCM+
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本次研討會圍繞風(fēng)電裝備研發(fā)過程中涉及到的整機(jī)性能、風(fēng)環(huán)境、葉片流場、氣彈流固耦合，葉片復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、電磁、振動噪聲、齒輪傳動、多體疲勞，機(jī)組熱管理、儲能、區(qū)域能源、數(shù)字化運(yùn)維等領(lǐng)域，結(jié)合西門子工程咨詢在風(fēng)電行業(yè)最佳實(shí)踐，分享 Simcenter 仿真與測試技術(shù)在風(fēng)電領(lǐng)域的前沿應(yīng)用。
邀請部門
總體部、葉片設(shè)計(jì)部門、仿真計(jì)算、機(jī)械傳動設(shè)計(jì)、機(jī)電控制
