AVL Fire仿真的案例
【技術(shù)貼】AVL FIRE? M：從噴嘴內(nèi)流到發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)過程——考慮多組分燃料閃急沸騰的完整仿真分析方案
圖3：AVL FIRE? M軟件界面
對(duì)于多組分閃急沸騰噴嘴流動(dòng)仿真建模，應(yīng)激活Multiphase模塊，并在Mass Interfacial Exchange界面選擇Multi-component flash boiling模型，如圖4所示。
圖4：AVL FIRE? M 中關(guān)于多組分閃急沸騰的設(shè)置界面
各種液相組分和氣相組分的屬性對(duì)于閃急沸騰仿真來說是至關(guān)重要的，需要能夠在仿真中正確考慮。AVL FIRE M為用戶提供了非常智能的材料數(shù)據(jù)庫（Property Database，簡稱PDB），其中包含非常豐富的材料，這些材料可以非常方便的組合成各種替代燃料，如圖5所示。
圖5：AVL FIRE? M中用于多組分閃急沸騰仿真的材料屬數(shù)據(jù)庫（PDB）
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AVL FIRE M中從噴嘴流動(dòng)仿真到發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)過程仿真的完整分析流程
基于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中存在的閃急沸騰現(xiàn)象的了解，燃油噴射過程的物理現(xiàn)象、噴油器幾何結(jié)構(gòu)等參數(shù)都起關(guān)鍵作用并影響燃燒和發(fā)動(dòng)機(jī)排放。AVL FIRE M是一種非常獨(dú)特的工具，可以通過非常簡單的方式將噴嘴流動(dòng)仿真和發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)過程仿真進(jìn)行組合。圖6顯示了仿真的步驟。第一步，采用多相流模塊進(jìn)行噴嘴流動(dòng)仿真，將每個(gè)噴孔出口位置處的流動(dòng)信息進(jìn)行記錄，并生成nozzle文件；然后，在第二步中，采用拉格朗日噴霧進(jìn)行缸內(nèi)過程仿真，第一步中生成的nozzle文件將被用作發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)過程仿真的邊界條件。
圖6：AVL FIRE? M從噴嘴流動(dòng)仿真到發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)過程仿真的仿真分析步驟
噴嘴流動(dòng)多相流仿真中生成的nozzle文件中，按照設(shè)定的時(shí)間間隔，記錄了所有流動(dòng)變量的詳細(xì)信息。圖7展示的是nozzle文件的標(biāo)題部分，包含設(shè)置區(qū)域的詳細(xì)信息和流動(dòng)變量。
展開 【技術(shù)貼】燃料電池堆棧三維仿真計(jì)算量太大跑不動(dòng)？——AVL FIRE獨(dú)創(chuàng)均勻通道模型為您助力
前面兩期技術(shù)貼，詳細(xì)介紹了AVL三維仿真分析軟件FIRE可以方便、高效地對(duì)燃料電池的性能、膜電極材料選型、水熱管理以及燃料電池老化進(jìn)行仿真分析，為燃料電池的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供可靠、有效的指導(dǎo)。
隨著開發(fā)要求的進(jìn)一步提高，燃料電池三維仿真已經(jīng)逐漸從燃料電池單體向燃料電池堆棧覆蓋，尤其針對(duì)整體的冷卻通道和氣體通道壓損及流動(dòng)均勻性設(shè)計(jì)對(duì)燃料電池堆棧性能及水熱管理的影響，必須要建立完整的堆棧模型進(jìn)行仿真。然而用常規(guī)方法對(duì)燃料電池堆棧進(jìn)行建模，由于整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸差異較大，最終生成的模型網(wǎng)格數(shù)量非常多，網(wǎng)格質(zhì)量也很難保證，計(jì)算代價(jià)將會(huì)非常大。
針對(duì)以上問題，AVL獨(dú)創(chuàng)均勻通道模型方法，采用多孔介質(zhì)模型替代真實(shí)的氣體通道結(jié)構(gòu)，可以極大的簡化整體網(wǎng)格數(shù)量，提高計(jì)算效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料電池堆棧的仿真。本期技術(shù)貼，將對(duì)均勻通道模型方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
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