流場仿真的案例
工業(yè)攪拌機(jī)內(nèi)流場仿真APP
工業(yè)攪拌機(jī)內(nèi)流場仿真APP展示的是針對雙級折葉渦輪攪拌器，應(yīng)用多重參考系模型模擬攪拌罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的過程及結(jié)果。用戶可根據(jù)輸入?yún)?shù)界面修改槳葉的尺寸、數(shù)量，流體物性以及運(yùn)行工況等條件，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)流場的快速仿真。計(jì)算完成后可在工業(yè)攪拌機(jī)內(nèi)流場仿真APP界面中查看后處理結(jié)果的云圖、流線、矢量圖等并輸出結(jié)果文件，幫助用戶從多個(gè)方面掌握工業(yè)攪拌機(jī)內(nèi)部流場情況。
工業(yè)用攪拌機(jī)在建筑行業(yè)中扮演著重要的角色，它們主要用于攪拌水泥、沙石、各類干粉砂漿等建筑材料。想象一下，如果沒有這些攪拌機(jī)，建筑材料的生產(chǎn)將會(huì)變得異常困難，建筑工地的施工速度也將大打折扣。
而如今，隨著科技的不斷發(fā)展，工業(yè)攪拌機(jī)內(nèi)流場仿真APP的出現(xiàn)，更是為工業(yè)攪拌機(jī)的生產(chǎn)和使用帶來了極大的方便。這個(gè)APP主要針對雙級折葉渦輪攪拌器，應(yīng)用多重參考系模型模擬攪拌罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的過程及結(jié)果。用戶可以根據(jù)輸入?yún)?shù)界面修改槳葉的尺寸、數(shù)量，流體物性以及運(yùn)行工況等條件，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)流場的快速仿真。
通過這個(gè)APP，用戶可以輕松地了解工業(yè)攪拌機(jī)內(nèi)部流場情況。在仿真完成后，用戶可以在工業(yè)攪拌機(jī)內(nèi)流場仿真APP界面中查看后處理結(jié)果的云圖、流線、矢量圖等，并輸出結(jié)果文件，從多個(gè)方面掌握工業(yè)攪拌機(jī)內(nèi)部流場情況。這不僅可以幫助用戶更好地了解攪拌罐內(nèi)部的流動(dòng)情況，還可以為生產(chǎn)和使用工業(yè)攪拌機(jī)提供更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息支持。
總之，隨著科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)攪拌機(jī)內(nèi)流場仿真APP的出現(xiàn)為工業(yè)攪拌機(jī)的生產(chǎn)和使用帶來了更多的方便和效益。我相信，在不久的將來，科技將會(huì)繼續(xù)為我們帶來更多的驚喜和便利。在線計(jì)算本APP：工業(yè)攪拌機(jī)內(nèi)流場仿真
展開 烤箱加熱流場仿真分析APP
<p>烤箱加熱流場仿真分析APP封裝了隔板間距尺寸參數(shù)、材料物性參數(shù)以及加熱管熱功率等參數(shù)，可快速計(jì)算結(jié)構(gòu)局部尺寸、材料特性及熱損耗分布等改變的情況下對烤箱內(nèi)部各部件換熱溫度及內(nèi)部自然對流流場的影響。烤箱加熱流場仿真分析APP可查看固體部件表面溫度、烤箱內(nèi)溫度分布等工程中所需的計(jì)算結(jié)果。</p><p class="ql-align-center"><span style="background-color: transparent;"><img src="https://pic4.zhimg.com/80/v2-c17e9480fd49ebbf464e81087fa28a7b_1440w.webp" height="555" width="639"></span></p><p>作為一名工程師，熟練掌握并應(yīng)用仿真分析工具是必不可少的。在烤箱加熱領(lǐng)域，烤箱加熱流場仿真分析APP是一個(gè)非常有用的工具，可以幫助工程師快速計(jì)算結(jié)構(gòu)局部尺寸、材料特性及熱損耗分布等改變對烤箱內(nèi)部各部件換熱溫度及內(nèi)部自然對流流場的影響。</p><p><span style="background-color: transparent;"><img src="https://pic3.zhimg.com/80/v2-8df4d85e086e5bab9c32f16256873932_1440w.webp" height="774" width="1341"></span></p><p>烤箱加熱流場仿真分析APP封裝了隔板間距尺寸參數(shù)、材料物性參數(shù)以及加熱管熱功率等參數(shù)，方便用戶根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行輸入和修改。通過計(jì)算，用戶可以得到固體部件表面溫度、烤箱內(nèi)溫度分布等工程中所需的計(jì)算結(jié)果。
展開 流場數(shù)值仿真初始化方式確定方法
初始值給定應(yīng)該考慮非定常流場與定常流場仿真兩種情況。
對于非定常仿真，初值應(yīng)為實(shí)際物理過程的初值，是唯一確定的。
對于定常流場仿真，理論上任意的初場都可以得到同樣的收斂解。但是初場對于定常流場仿真還是非常重要的，初始流場越接近收斂解就越不容易發(fā)散，收斂速度也更快。對于某些復(fù)雜問題初場不好則可能計(jì)算無法進(jìn)行下去，這也是我們算二階離散格式是一般用一階收斂結(jié)果作為初場的原因。
fluent定常流場仿真初始化方式常用的有兩種（1）initialize-flow，可以根據(jù)情況用遠(yuǎn)場參數(shù)或者入口參數(shù)作初值，（2）hyb-initialization，這種方法通過迭代速勢方程數(shù)十步得到初始流場，相對第一種方法一般可以加快收斂速度。
總之，幫助文檔里都有，習(xí)慣去幫助里找答案才是王道！
展開 手把手教你如何用ANSYS CFX仿真流場，以混合器示例
CFX和Fluent都是ANSYS旗下專門用于流體力學(xué)仿真的兩個(gè)軟件。能夠同時(shí)被ANSYS保留下來，他們在流體仿真方面是有其各自優(yōu)點(diǎn)的。由于Fluent的普及度和市場占有率非常大，是大哥大，這里就不介紹了。下面說說CFX的一些亮點(diǎn)：
CFX采用基于有限元的有限體積法，推出全隱式多網(wǎng)格耦合算法，計(jì)算的收斂性能和數(shù)值精確度非常優(yōu)越。而Fluent等大多數(shù)CFD軟件是采用單純的有限體積法。例如，對于六面體網(wǎng)格單元，CFX采用24點(diǎn)積分，而Fluent等采用6點(diǎn)積分。
CFX在湍流模型的應(yīng)用，也是業(yè)界領(lǐng)先的。
CFX的后處理功能比fluent自帶的后處理器要好，有專門的cfd-post后處理器。當(dāng)然，現(xiàn)在fluent的計(jì)算結(jié)果也可以導(dǎo)入到cfd-post中進(jìn)行后處理。
CFX有專門的旋轉(zhuǎn)機(jī)械模塊，而fluent是沒有的，當(dāng)然，fluent也是可以計(jì)算的，只不過這方面CFX要比Fluent要方便很多。
雖然CFX和Fluent都是ANSYS的軟件，但是，F(xiàn)luent的學(xué)習(xí)資料多到滿大街都是，而CFX相對來說少很多。兩者的軟件設(shè)置是有差異的。如果你有fluent基礎(chǔ)，那么看完這篇你就馬上掌握了CFX的操作了。因?yàn)樗麄兊牟僮髁鞒潭际且粯樱簩?dǎo)入網(wǎng)格——設(shè)置計(jì)算域——設(shè)置邊界條件——求解控制——計(jì)算——后處理。但是設(shè)置界面有差異。
CFX軟件界面如下，基本上在軟件最上面按照紅色框子從左點(diǎn)到右操作，就可以完成整個(gè)設(shè)置。
下面用混合器的例子，老曾手把手教你如何使用CFX做流場仿真。兩個(gè)進(jìn)口，一個(gè)流入2m/s溫度315K熱水，一個(gè)流入2m/s溫度285K冷水，混合后在出口流出。
示例的網(wǎng)格文件在百度盤：https://pan.baidu.com/s/1qZ2fp5y
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1.
展開 
ANSYS Fluent 內(nèi)嚙合齒輪泵瞬態(tài)流場仿真
王鑫鑫
安世亞太沈陽分公司
利用ANSYS Fluent軟件能夠方便的計(jì)算齒輪泵工作過程中的性能參數(shù)，本文僅以內(nèi)嚙合齒輪為例，介紹了仿真主要方法，對于其他類型如外嚙合齒輪泵可以此為參考，選擇合適的方法。
在對齒輪泵進(jìn)行流場仿真計(jì)算時(shí)，通常會(huì)遇到三個(gè)方面的問題：
1）嚙合間隙如何處理？
2）劃分什么樣的網(wǎng)格？
3）動(dòng)網(wǎng)格如何設(shè)置？
下面介紹如何使用ANSYS Fluent軟件解決這三方面問題，順利的實(shí)現(xiàn)齒輪泵動(dòng)態(tài)流場的仿真。
大咖慧齒輪箱仿真專題
11月16日-18日
11月16-18日，安世亞太大咖慧推出齒輪箱仿真專題培訓(xùn)，內(nèi)容包含：Recurdyn齒輪嚙合分析、無網(wǎng)格液體流動(dòng)仿真軟件Particleworks介紹及案例演示、齒輪泵動(dòng)態(tài)流場仿真分析課程介紹介紹。（報(bào)名方式見底部）
本文所
選取的實(shí)例模型如圖1所示，主要包含內(nèi)齒圈、齒輪軸、月牙隔板、泵殼等部件。
展開 壓氣機(jī)動(dòng)葉流場仿真分析
今天給大家?guī)淼氖遣捎肐NTESIM CFD軟件進(jìn)行壓氣機(jī)動(dòng)葉流場仿真分析。建立動(dòng)葉片單流道模型，使用周期邊界條件及單旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系SRF方法，模擬動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)流場，分析時(shí)采用 SST kw 湍流模型。
壓氣機(jī)模型
單流道計(jì)算域
選擇“單位設(shè)置" 在彈出窗口中選擇“SI（m,kg,s,K,A）”國際單位
新建物理模型，選擇“Compressible Flow"
進(jìn)行流體仿真控制。
在基本設(shè)置中，流體性質(zhì)選擇“湍流”，湍流模型為SST，介質(zhì)屬性設(shè)置為理想氣體，粘性模型為Sutherland模型
在求解控制中，對流離散項(xiàng)為REO格式，熵修正系數(shù)為0.2；線性方程組求解最大迭代次數(shù)設(shè)置為50次 ；CFL縮減因子設(shè)置為4
設(shè)置分析類型，迭代次數(shù)2000次 ? 勾選“自適應(yīng)CFL”，設(shè)置 CFL初始值為5、衰減因子1.5、增長因子0.5、最小值5、最大值10
設(shè)置入口邊界：
右鍵單擊"邊界條件>入口>亞音速入口” ，選擇節(jié)點(diǎn)組件“inlet”,“入口設(shè)定類型”選擇“熱力學(xué)量”，輸入總溫318K、總壓101325Pa、流動(dòng)方向?yàn)?Y
設(shè)置出口邊界
選擇節(jié)點(diǎn)組件“outlet”，輸入“靜壓”101325Pa
選擇節(jié)點(diǎn)組件“hub、 “shround”與“wall_yepian”，設(shè)置“恒定熱流” 為0，即絕熱壁面
定義交界面
在彈出窗口中選中組件“peri_1”和“peri_2”，單擊“確定”
設(shè)置周期邊界條件，選擇網(wǎng)格交界面。
展開 船舶工程-船舶煙氣流場仿真APP
通過船舶工程-船舶煙氣流場分析APP可以快速評估煙囪的高度是否合理。
近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，船舶煙氣排放已經(jīng)成為了一個(gè)備受關(guān)注的問題。受船舶行駛方向、風(fēng)速和風(fēng)向的影響，煙氣從排氣管排出后的流動(dòng)情況比較復(fù)雜，在個(gè)別情況下還會(huì)發(fā)生回卷現(xiàn)象。如果回卷后的煙氣進(jìn)入上層建筑處所，則會(huì)影響船員的日常生活和身體健康。為此，一些船東會(huì)對煙囪高度提出加高要求（增加2.5~3.0 m），目的是防止煙氣與煙灰回卷。
然而，如何評估煙囪的高度是否合理呢？這里介紹一款船舶工程-船舶煙氣流場分析APP，可以快速評估煙囪的高度是否合理。
該APP可以通過輸入船舶的基本參數(shù)，如船型、排氣管直徑、航行速度、風(fēng)向、風(fēng)速等，對船舶煙氣的流動(dòng)情況進(jìn)行模擬分析，從而評估煙囪的高度是否合理。該APP還可以提供詳細(xì)的煙氣流場圖和數(shù)值分析結(jié)果，幫助船東和船舶設(shè)計(jì)師更好地了解船舶煙氣流動(dòng)情況，優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)和排放標(biāo)準(zhǔn)。
對于船東和船舶設(shè)計(jì)師而言，使用該APP可以有效地避免煙氣回卷等問題，減少對船員和上層建筑的影響，提高船舶的安全性和舒適性。同時(shí)，該APP還可以為環(huán)保部門提供數(shù)據(jù)支持，幫助監(jiān)管部門更好地了解船舶排放情況，推進(jìn)環(huán)保工作。
總之，船舶工程-船舶煙氣流場分析APP是一款非常實(shí)用的工具，可以幫助船東和船舶設(shè)計(jì)師評估煙囪的高度是否合理，從而提高船舶的舒適性和安全性，促進(jìn)環(huán)保工作的開展。
訪問Simapps平臺(tái)，在線計(jì)算船舶工程-船舶煙氣流場仿真APP：
https://www.simapps.com/v2/engineering-app/all/33159
展開 技術(shù)講解 | 內(nèi)嚙合齒輪泵瞬態(tài)流場仿真
作者：王鑫鑫，安世亞太沈陽分公司
來源：本文為安世亞太原創(chuàng)作品，上海安世亞太授權(quán)轉(zhuǎn)載
前言
利用ANSYS Fluent軟件能夠方便的計(jì)算齒輪泵工作過程中的性能參數(shù)，本文僅以內(nèi)嚙合齒輪為例，介紹了仿真主要方法，對于其他類型如外嚙合齒輪泵可以此為參考，選擇合適的方法。
在對齒輪泵進(jìn)行流場仿真計(jì)算時(shí)，通常會(huì)遇到三個(gè)方面的問題：
1）嚙合間隙如何處理？
2）劃分什么樣的網(wǎng)格？
3）動(dòng)網(wǎng)格如何設(shè)置？下面介紹如何使用ANSYS Fluent軟件解決這三方面問題，順利的實(shí)現(xiàn)齒輪泵動(dòng)態(tài)流場的仿真。
本文所選取的實(shí)例模型如圖1所示，主要包含內(nèi)齒圈、齒輪軸、月牙隔板、泵殼等部件。
圖 1.內(nèi)嚙合齒輪模型
01 嚙合間隙的處理方法
如圖2，由于齒輪之間的嚙合間隙極小，會(huì)給流體域網(wǎng)格劃分帶來很大的困難，而且一般需要采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)模擬齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，太小的間隙也會(huì)使嚙合區(qū)域網(wǎng)格重構(gòu)時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的扭曲，造成計(jì)算不收斂，所以通常都會(huì)對嚙合位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?圖2. 齒輪嚙合間隙示意
目前常用的處理方法主要是分離法，即通過增加兩個(gè)齒輪之間的安裝中心距來加大齒輪嚙合區(qū)域的間隙，這種方法保留了輪齒的真實(shí)形狀，但是可能會(huì)造成齒輪與其他結(jié)構(gòu)干涉等問題。另一種方法是齒面移動(dòng)法，即將兩側(cè)齒面分別繞著旋轉(zhuǎn)軸向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，保證嚙合區(qū)最小間隙在0.05mm左右。
圖3.齒面移動(dòng)示意圖
圖4.移動(dòng)后的嚙合狀態(tài)
02 網(wǎng)格劃分方法
網(wǎng)格劃分對流場求解很重要，ANSYS提供了多種網(wǎng)格劃分工具，讓我們能夠根據(jù)模型特點(diǎn)、求解需求選擇最適合的工具和方法。
圖5.
展開 基于PERA SIM Fluid攪拌器單相流場仿真分析
圖5 截面速度云圖及矢量圖分布
5.結(jié)論
本文利用國產(chǎn)自主仿真軟件PERA SIM Fluid對雙槳攪拌器內(nèi)的單相流場進(jìn)行了快速仿真分析，得到了當(dāng)前工藝參數(shù)下的槳葉扭矩和攪拌器內(nèi)的流場結(jié)構(gòu)特性，為攪拌器設(shè)計(jì)（槳葉選型設(shè)計(jì)/擋板參數(shù)設(shè)計(jì)）及工藝參數(shù)優(yōu)化提供參考。
可以看出，作為一款自主研發(fā)的國產(chǎn)流體仿真軟件，PERA SIM Fluid在攪拌器單相流場計(jì)算過程中，能很好地完成幾何模型定義、網(wǎng)格劃分、材料定義、邊界設(shè)置、分析求解和結(jié)果查看全過程，仿真流程完善，收斂性好。
作者：安世亞太工程師 鄒劍峰
展開 內(nèi)嚙合齒輪泵瞬態(tài)流場仿真
王鑫鑫
安世亞太沈陽分公司
利用ANSYS Fluent軟件能夠方便的計(jì)算齒輪泵工作過程中的性能參數(shù)，本文僅以內(nèi)嚙合齒輪為例，介紹了仿真主要方法，對于其他類型如外嚙合齒輪泵可以此為參考，選擇合適的方法。
在對齒輪泵進(jìn)行流場仿真計(jì)算時(shí)，通常會(huì)遇到三個(gè)方面的問題：
1）嚙合間隙如何處理？
2）劃分什么樣的網(wǎng)格？
3）動(dòng)網(wǎng)格如何設(shè)置？
下面介紹如何使用ANSYS Fluent軟件解決這三方面問題，順利的實(shí)現(xiàn)齒輪泵動(dòng)態(tài)流場的仿真。
本文所選取的實(shí)例模型如圖1所示，主要包含內(nèi)齒圈、齒輪軸、月牙隔板、泵殼等部件。
圖 1.內(nèi)嚙合齒輪模型
嚙合間隙的處理方法
如圖2，由于齒輪之間的嚙合間隙極小，會(huì)給流體域網(wǎng)格劃分帶來很大的困難，而且一般需要采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)模擬齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，太小的間隙也會(huì)使嚙合區(qū)域網(wǎng)格重構(gòu)時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的扭曲，造成計(jì)算不收斂，所以通常都會(huì)對嚙合位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?圖2. 齒輪嚙合間隙示意
目前常用的處理方法主要是分離法，即通過增加兩個(gè)齒輪之間的安裝中心距來加大齒輪嚙合區(qū)域的間隙，這種方法保留了輪齒的真實(shí)形狀，但是可能會(huì)造成齒輪與其他結(jié)構(gòu)干涉等問題。另一種方法是齒面移動(dòng)法，即將兩側(cè)齒面分別繞著旋轉(zhuǎn)軸向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，保證嚙合區(qū)最小間隙在0.05mm左右。
展開 基于comsol的采血輸血雙向留置針流場仿真
</p><p>以下是流場仿真分析的結(jié)果，可以看到輸血和抽血流場沒有發(fā)生交聯(lián)，基本符合預(yù)期。</p><p>其中抽血的流場可以觀察到，目前這個(gè)結(jié)構(gòu)的留置針只能采集近壁面附近的血液，還可以繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化。</p><p> </p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202105/97d6f637e80c419db1a8ce3199a0dce2.gif" title="223.gif" alt="223.gif" style="max-width: 760px; width: 630px; height: 475px;" width="630" height="475" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202105/97d6f637e80c419db1a8ce3199a0dce2_cdn.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202105/97d6f637e80c419db1a8ce3199a0dce2_cdn.gif?
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自主仿真 | 基于PERA SIM的水泵流場仿真分析
0.摘要
本文通過安世亞太自主開發(fā)的通用流體仿真軟件PERA SIM Fluid對水泵內(nèi)流場進(jìn)行計(jì)算分析，得到水泵在不同流量下的特性值。通過這個(gè)計(jì)算分析，展示PERA SIM Fluid的相關(guān)功能，希望對其他工程師有所幫助。
關(guān)鍵詞：水泵；MRF；揚(yáng)程特性曲線；效率特性曲線
1.引言
水泵作為一種廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)、農(nóng)業(yè)和民用領(lǐng)域的流體輸送設(shè)備，其功能和應(yīng)用在現(xiàn)代社會(huì)中顯得尤為關(guān)鍵。水泵的主要功能是通過機(jī)械能的作用，將低處的水或其他液體提升至高處，或增加其壓力，以滿足灌溉、供水、排水、制冷、加熱等不同場合的需求。其應(yīng)用不僅限于日常生活，更深入到能源、化工、環(huán)保等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。然而，水泵在運(yùn)行過程中受到諸多因素的影響，如流體的物性、管道布置、轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程等，這些因素直接關(guān)系到水泵的性能和效率。因此，對水泵特性進(jìn)行深入研究，不僅有助于優(yōu)化水泵設(shè)計(jì)、提高運(yùn)行效率，而且對于節(jié)能減排、推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。
在水泵的設(shè)計(jì)及優(yōu)化過程中，仿真技術(shù)的重要性不可忽視。通過仿真模擬，研究人員可以在不實(shí)際制造或安裝水泵的情況下，預(yù)測其性能表現(xiàn)，從而大幅縮短研發(fā)周期，減少成本投入。仿真可以模擬各種工作條件和流體特性，分析水泵在不同場景下的效率、穩(wěn)定性和可靠性。此外，仿真還有助于優(yōu)化水泵設(shè)計(jì)，通過調(diào)整參數(shù)和模型，實(shí)現(xiàn)性能的最優(yōu)化。在評估水泵的節(jié)能潛力和環(huán)境影響方面，仿真技術(shù)同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。因此，仿真不僅為水泵研究提供了有效的分析工具，更為水泵技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用提供了有力支撐。
本文通過通用流體分析軟件PERA SIM Fluid對離心泵內(nèi)流場流動(dòng)進(jìn)行仿真分析，展示PERA SIM Fluid實(shí)現(xiàn)水泵特性研究的方法。
展開 WORKBENCH流固耦合案例#292-螺桿（單）擠出機(jī)流場和應(yīng)力仿真
點(diǎn)擊藍(lán)字關(guān)注我們
WORKBENCH流固耦合案例#292-螺桿（單）擠出機(jī)流場和應(yīng)力仿真
01
案例介紹
如圖所示的螺桿（單）擠出機(jī)，擠出量可以設(shè)定為800kgh，螺桿轉(zhuǎn)速340rpm，物料密度700kg/m3，粘度1620Pa.s，物料含水率為30%，要模擬此過程中的流場和螺桿應(yīng)力分布。
軸流式血泵熱流耦合 溫度場仿真
2.血泵熱流耦合溫度場仿真
血泵各部分與血液的接觸面存在對流換熱，考慮到兩者的耦合關(guān)系，流體仿真時(shí)需要把固體以及固體熱源加入到流體仿真軟件中，從而將血液與血泵的對流換熱數(shù)值加載到固體溫度場仿真的邊界條件中，實(shí)現(xiàn)血泵三維溫度場的仿真求解分析。
血泵三維整體模型分為兩個(gè)部分，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)電機(jī)部分：包括定子鐵芯、定子繞組、永磁轉(zhuǎn)子以及定子外殼；另一個(gè)是血液流動(dòng)區(qū)域：包括前后導(dǎo)輪及其導(dǎo)葉、旋轉(zhuǎn)葉輪、軸承以及泵殼。血泵結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 軸流血泵整體結(jié)構(gòu)
利用商用流體仿真軟件進(jìn)行相關(guān)邊界條件的設(shè)定，主要包括材料屬性、湍流模型、進(jìn)出口邊界條件、轉(zhuǎn)速以及對流換熱系數(shù)等，其中血泵各部分的材料特性參數(shù)如表1所示。各部分熱源的生熱率通過商用熱仿真軟件計(jì)算，并與流體仿真模塊進(jìn)行耦合。
展開 航天動(dòng)力專輯丨針?biāo)ㄊ介y門姿控系統(tǒng)內(nèi)流場特性仿真研究
同理，已知推力F表達(dá)式如下式所示：
顯然，當(dāng)L＜Lc時(shí)，L越大，α越大，則F越大，圖10（a）所示即為仿真所得的不同α取值條件下的F-L變化曲線圖，與理論預(yù)測結(jié)果保持一致，當(dāng)L＞Lc時(shí)，推力Fmax大小約為433 N保持不變。
依據(jù)式（9）計(jì)算不同工況下的比沖可得不同α取值條件下的I-L變化曲線如圖10（b）所示，此時(shí)當(dāng)L＜Lc時(shí)，L越大，α越大，則I越小，當(dāng)L＞Lc時(shí)，比沖Imin保持不變。
綜上所述，當(dāng)L＜Lc 時(shí)，在開度值L 大小一定時(shí)，針?biāo)^部截面半角α 越大，對應(yīng)的等效喉部面積A? 越大，質(zhì)量流率m? 越大，推力F 越大，達(dá)到最大推力針?biāo)^部所需運(yùn)動(dòng)的位移Lc 越小，意味著對伺服機(jī)構(gòu)的控制精度與執(zhí)行力大小提出了更高的要求。同時(shí)，由于噴管出口面積恒定，等效喉部面積A? 越大，對應(yīng)的擴(kuò)張比越小，在欠膨脹狀態(tài)下，擴(kuò)張比越小比沖越小，與圖10（b）仿真結(jié)果一致；反之，針?biāo)^部截面半角α 越小，越有利于實(shí)現(xiàn)對推力大小調(diào)節(jié)的精確控制，但此時(shí)達(dá)到最大推力Fmax 所需運(yùn)動(dòng)的位移Lc 較大，對針?biāo)ㄊ絿姽軆?nèi)的空間布置及利用更為苛刻。
因此在具體設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，需要綜合考慮上述因素并結(jié)合實(shí)際需求開展針?biāo)^部型面的設(shè)計(jì)工作。
2.2 不同出口壓強(qiáng)下的內(nèi)流場分析
將出口壓強(qiáng)設(shè)置為101 325 Pa用于模擬地面環(huán)境，針?biāo)^部截面半角為30°，研究高空與地面環(huán)境下的內(nèi)流場特性差異。圖11~13依次為在2、4 與6 mm開度下，高空與地面環(huán)境下的馬赫數(shù)分布云圖。
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