煙霧流動模擬的案例
蠟燭燃燒過程中的煙霧流動模擬 ￥500
<p>本案例基于COMSOL軟件仿真了蠟燭燃燒過程中的煙霧流動過程，仿真結(jié)果展示如下：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/25ce359c7b2f45f6903d60c1f49a1f29.png"><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/82f7d22c9cea4c729ad2f0f065520408.gif"></p><p>感興趣的朋友可下載模型，歡迎交流。</p>
展開 蠟燭燃燒過程中的煙霧流動模擬 ￥300
<p>本案例基于COMSOL軟件仿真了蠟燭燃燒過程中的煙霧流動過程，仿真結(jié)果展示如下：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202110/2514997d89b24807bc3af348c943b306.png" alt="Untitled1.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202110/d667e88398b74a23a4e6c3102a270a15.gif" alt="Untitled2.gif"></p><p>感興趣的朋友可下載模型，歡迎交流。</p><p><br></p><p><br></p>
展開 Comsol大渦模擬煙霧破碎耗散
這種流動往往表現(xiàn)出從層流向湍流的過渡，可以通過香緩慢燃燒時產(chǎn)生的煙霧很好地呈現(xiàn)出來。模型中采用“非等溫流動，LES RBVM”接口，并使用“流體流動顆粒跟蹤”接口來生成流場的可視化效果。 <br></p>
</div><div contenteditable="false" width="100%"><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202106/7afafaca565242b0922ae12617f7711a.gif" title="煙霧.gif" alt="煙霧.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202106/7afafaca565242b0922ae12617f7711a.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202106/7afafaca565242b0922ae12617f7711a.gif?
展開 COMSOL模擬堵塞血管支架流動、堵塞血管超彈性動脈壁支架擴張過程、擴張變形動脈壁的血液流動。 ￥224
本案例為COMSOL模擬堵塞血管支架流動、堵塞血管超彈性動脈壁支架擴張過程、擴張變形動脈壁的血液流動。
主要對支架擴張前后，血液流動分析，針對擴張前進行堵塞血管的流固耦合模擬和支架擴張后血管的流固耦合分析，收費內(nèi)容包含四個文件，分別為堵塞血管的層流模擬文件、堵塞血管的支架擴張過程模擬文件、對擴張后的模型進行導出并重新劃分網(wǎng)格并對其血液流動進行模擬，三個仿真模擬文件（包含結(jié)果）和PPT。
注：本案例和另一視頻課程內(nèi)容一樣。
圖一付費案列
圖二 支架擴張后的血液流動分析
圖三 支架擴張前的血液流動分析
圖四 支架擴張及血管壁變形情況
編輯
圖五 支架及血管網(wǎng)格劃分
展開 
CFX船舶螺旋槳流動模擬 ￥10
或者，流動模擬可用于流體動力學設(shè)計，因為它相對節(jié)省時間、人力和空間。在這個項目案例中，CFX模擬了船舶螺旋槳周圍的流動。
案例文件如下
采用avizo實現(xiàn)三維數(shù)字巖心構(gòu)建、流動模擬和應(yīng)力加載模擬 ￥500
教程內(nèi)容實現(xiàn)以下模塊：
（1）圖像分割，構(gòu)建三維數(shù)字巖心
（2）孔隙吼道分析，構(gòu)建孔隙網(wǎng)絡(luò)模型
（3）單向流動模擬和fluent多相流動模擬
（4）力學加載變形模擬分析
附帶安裝包（2019）
后臺階湍流流動模擬
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例介紹了后臺階湍流流動的數(shù)值模擬。臺階高度H，入口距離臺階4H，出口距離臺階30H。
計算域：臺階高度1m，計算域長度為34m，高度為9m
物質(zhì)屬性：密度為1kg/m3，粘度為0.0001kg/m-s
邊界條件：入口速度由profile定義
網(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為6800
計算設(shè)置
本次計算為穩(wěn)態(tài)計算。
物質(zhì)屬性
計算物質(zhì)設(shè)置為空氣，設(shè)置它的密度等參數(shù)
湍流模型
選擇無粘流動
邊界條件
入口邊界條件，速度及湍流參數(shù)由profile文件讀入
profile文件下載地址：https://pan.baidu.com/s/1AaFMcgNXo0k8wQKAFqhm9g 密碼: 5is9
出口邊界采用壓力出口邊界條件
計算結(jié)果
計算域壓力和速度云圖
計算值與實驗值對比
臺階后壁面上表面摩擦系數(shù)對比圖表
參考文獻
D.M. Driver, H.L. Seegmiller, "Features of a Reattaching Turbulent Shear Layer in Divergent Channel Flow". AIAA Journal,Vol 23, pp. 163-171, 1985
展開 船舶螺旋槳流動模擬 ￥5
船舶螺旋槳流動模擬Flow-Simulation-Ship-Propeller.cfx
船舶需要推力才能前進，這可以通過旋轉(zhuǎn)船體后方的螺旋槳產(chǎn)生。傳統(tǒng)上，預測螺旋槳推力和扭矩需要進行模型試驗，但這耗時費力，需要人力和空間，而且成本高昂。相比之下，流體動力學設(shè)計可以采用流體動力學模擬，因為它能相對節(jié)省時間、人力和空間。本文模擬了船舶螺旋槳周圍的流體動力學流動。更多細節(jié)稍后奉上。模擬文件也已附上，可供下載。祝您使用愉快！
航空發(fā)動機內(nèi)流全場流動的大渦模擬
例如，法國歐洲科學計算研究中心（CERFACS）在2009年開展了環(huán)形燃燒室大渦模擬，在2019開展了3級壓氣機的大渦模擬。
進入21世紀以來，為進一步提高發(fā)動機整機內(nèi)流的認識，科學研究率先嘗試進行了發(fā)動機整機氣動熱力流場的仿真。2003—2006年，斯坦福大學針對PW6000整機內(nèi)流開展仿真計算，在其研究中，采用可壓縮的雷諾時間平均方法（URANS）模擬壓氣機和渦輪內(nèi)流，采用不可壓縮大渦模擬方法模擬燃燒室流動。這一嘗試在當時是突破性的技術(shù)研究，但是由于需要在旋轉(zhuǎn)部件與燃燒室之間進行仿真方法的切換，導致部件之間的湍流特征時間尺度并不一致，因此該工作所開展的多部件耦合仿真，只是幾何流道耦合，而不是流場的物理過程耦合。
最近10年，大規(guī)模高性能并行計算技術(shù)的快速發(fā)展為發(fā)動機整機耦合仿真帶來了新的契機。2020年，CERFACS采用20億網(wǎng)格單元、14400核計算節(jié)點、仿真分析了DGEN380商用飛機發(fā)動機內(nèi)部的流動與燃燒過程，并揭示了貫穿整機內(nèi)流場的非定?，F(xiàn)象。
航空發(fā)動機內(nèi)流大渦模擬方法
核心機幾何模型
筆者及研究團隊采用一核心機計算模型（見圖1）進行壓氣機、燃燒室和渦輪的耦合仿真。其中壓氣機為10級高壓壓氣機、燃燒室為頭部中心分級的短環(huán)形燃燒室、渦輪為兩級高壓渦輪。在整機模型中，燃燒室周向共有18個頭部，每個頭部對應(yīng)的周向角度為20°。
展開 仿真案例｜葉片泵空化流動模擬實驗
總結(jié)與討論
總之，我們在2D上證明了利用動網(wǎng)格工具和FLUENT中的空化模型進行非定常靜液泵數(shù)值模擬的可行性。計算流體力學模擬對1D液壓模型的確定和改進非常有幫助，因為它可以使人們深入了解流動的細節(jié)，而這些細節(jié)是無法或很難通過測量獲得的。這使得CFD成為實驗的一個很好的補充。后者并不是可有可無的，因為CFD的使用受到了很大的時間花費和理想化限制。2D模擬已經(jīng)顯示出很好的物理效應(yīng)，如靜液壓泵的空化限制吸入流動。在2D CFD模擬和1D模型計算中的另一個觀察結(jié)果與實際生活很好地吻合：氣泡和空腔的形成，在空化通過泵的產(chǎn)量的限制表現(xiàn)出來之前。這正好標志著封裝過程的最后一個階段。在位移室中，空化的第一次發(fā)生在較早的時間。當每個細胞體積膨脹減速時，空穴開始消失，葉片細胞完全充滿液體。直到泵的速度變得非常高，封裝才會不完全。這與實驗室的觀測結(jié)果很吻合，即空化的第一個特征是聲學特征。對質(zhì)量輸運的限制作用在很久以后才變得明顯。
關(guān)于靜液壓泵的設(shè)計，目標可以是非常不同的。在軸向或徑向柱塞泵中，需要在排量室中形成腔體，在一定閾值以上，它產(chǎn)生與泵速度無關(guān)的泵流量，而不需要電流調(diào)節(jié)閥。在葉片泵的情況下，空化的限流效應(yīng)通常發(fā)生在低于所需的泵速水平，并且伴隨著有害的效應(yīng)。因此，確定限流效果明顯的臨界泵速是十分必要的。等式（8）中壓力p0（即吸氣頭）的出現(xiàn)表明吸氣通道內(nèi)的壓力分布是影響吸氣通道內(nèi)壓力分布的主要因素。因此，壓力損失必須最小化。然而，對1D模型的分析也表明，吸氣通道內(nèi)壓力損失的最小化不能平衡葉片單元幾何形狀的奇怪設(shè)計。
在未來，從2D到3D CFD這一步是非常必要的。在一個更大的背景下，從填充率的問題來看3D的例子是一個主要的發(fā)現(xiàn)。例如，它允許在穩(wěn)態(tài)抽吸通道流動模擬中控制邊界條件的有效性。
展開 利用lammps模擬LJ流體在微通道中為二維流動
2.1.問題描述
本次研究擬采用LJ體系模擬二維Couette flow，Couette flow（庫愛特流）指的是粘性流體在相對運動著的兩平行平板之間的層流流動。這個流動是由作用在流體上的粘性力和與平板平行的外部壓力推動的。本次研究通過固定底端，移動頂端來制造Couette flow。
2.2.模型描述
具體模型如圖2.1所示。本次模擬采用LJ約化單位，初始晶體模型為六方最密堆積結(jié)構(gòu)，晶格參數(shù)為0.7，沿x（100）方向為20倍晶格長度，y方向（010）為20倍晶格長度。此次模型為2維模型，x為流動方向，因此設(shè)置為周期性邊界。y方向采用收縮邊界，以模擬平板移動。采用OVTIO進行模型可視化處理。在模擬流動前先設(shè)置流動區(qū)域和平板區(qū)域。具體方式為采用velocity和fix setforce命令固定底端和頂端1倍晶格長度的區(qū)域作為平板。對中間的流體區(qū)域采用速度標定法進行控溫。在進行流動模擬時，為頂端的固定區(qū)域設(shè)置沿x方向的初速度為5.0，其他方向速度為0。底端繼續(xù)保持固定。流動模擬一共運行100000步。
圖2.1：模型示意圖
2.3結(jié)果整理與分析
圖2.2展示了在初始1000步，50000步和100000步時流體原子沿著y方向的x方向速度（vx）的分布情況。從圖中可以看出有平板與流體之間粘性力帶起的流體運動存在著明顯的滯后現(xiàn)象。這樣的滯后體現(xiàn)在空間和時間尺度上。在空間尺度表現(xiàn)為從固定端到移動端存在著明顯的速度梯度。從時間尺度上表現(xiàn)為流體的速度隨著時間逐漸增加。同時還利用OVITO分析了沿y軸不同位置原子的移動軌跡，如圖2.3所示。這里也可以清楚的看的靠近頂端移動平板的原子在相同時間內(nèi)有著更長的移動距離。
展開 
FLUENT波紋管內(nèi)傳熱流動模擬
本教程演示了波紋管內(nèi)固體域與流體域之間的流動傳熱問題模擬。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區(qū)創(chuàng)建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入幾何體文件。
3 劃分網(wǎng)格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網(wǎng)格劃分。
（2）右鍵選擇流體域進出口邊界，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認。
（3）右鍵選擇固體域的內(nèi)壁面和內(nèi)壁面上的凸點，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱pipewall和dimpled_potrusions，單擊OK按鈕確認。
（4）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項，開始生成網(wǎng)格。
（5）網(wǎng)格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項可以在圖形窗口中查看網(wǎng)格。
展開 周期性邊界分層流動數(shù)值模擬
根據(jù)如上所述的公式，可以計算該問題的分析解，然后采用TransAT軟件進行數(shù)值模擬，結(jié)果進行對比。
FLUENT離心泵流動模擬
本教程演示了如何使用滑動網(wǎng)格法模擬離心泵內(nèi)部流場情況。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區(qū)創(chuàng)建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入幾何體文件。
3 劃分網(wǎng)格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網(wǎng)格劃分。
（2）分別右鍵選擇泵體的出入口，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認。
（3）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，依次選擇Mesh→Insert→Sizing。在Geometry中選擇計算域中泵體區(qū)域，在Element Size中輸入3e-3。
（4）設(shè)置網(wǎng)格尺寸為4e-03m，在Quality中，Smoothing選擇High。
（5）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項，開始生成網(wǎng)格。
（6）網(wǎng)格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項可以在圖形窗口中查看網(wǎng)格。
展開 汽輪機：轉(zhuǎn)輪機械中轉(zhuǎn)盤腔的流動傳熱模擬
圖5 三種溫度邊界條件下，不同壁面求解方法的努塞爾數(shù)與實驗數(shù)據(jù)對比
04 結(jié)論與展望
本案例使用CFD仿真軟件模擬了汽輪機系統(tǒng)中封閉轉(zhuǎn)子-定子轉(zhuǎn)盤腔中流動和徑向流出旋轉(zhuǎn)腔內(nèi)的傳熱現(xiàn)象，模擬結(jié)果較好地吻合了實驗數(shù)據(jù)，同時幾種壁面求解方式也都較好地預測了邊界層的流動情況，很大程度上驗證了CFD仿真軟件對旋轉(zhuǎn)腔流動中的流動和傳熱的預測能力。
文章來源：遠算云學院
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