沖蝕
關注創建者：C乘風破浪 創建時間：2021-10-19
沖蝕的視頻教程
基于dpm模型的節流閥沖蝕仿真
1. fluent DPM沖蝕模型仿真基本通用流程 2. 沖蝕模型介紹，參數介紹 3. 管道幾何前處理與meshing網格劃分 4. fluent后處理過程 5. 提供源文件與答疑過程
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基于DPM模型的3D管道顆粒沖蝕磨損
1. fluent DPM沖蝕模型仿真基本通用流程 2. 沖蝕模型介紹，參數介紹 3. 管道幾何前處理與meshing網格劃分 4. fluent后處理過程 5. 提供源文件與答疑過程
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基于DPM-finnie模型的離心風機顆粒沖蝕磨損模擬
1. fluent DPM沖蝕模型仿真基本通用流程; 2. 沖蝕模型介紹，參數介紹； 3.離心風機幾何前處理與meshing網格劃分； 4.fluent后處理過程，計算收斂方法； 5.提供源文件與答疑過程
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沖蝕的實例教程
沖蝕磨損一般是指流體或固體顆粒以一定的速度和角度對物體表面進行沖擊，發生材料損耗的一種現象或過程，其廣泛存在于機械、冶金、能源、水利、建材、運輸、航空航天及軍工等許多工業部門，成為引起設備失效或材料破壞的一個重要原因。根據有關資料統計：飛機發動機在多塵埃地區的飛行，其壽命可降低至正常壽命的1/10；在所有發生事故的鍋爐管道中約有1/3是由于沖蝕磨損造成的；泥漿泵、雜質泵的過流部件損壞約有50%以上是由沖蝕磨損引起的[1]。
工程機械內部過流部件的沖蝕磨損又是現在工業生產中常見的一種磨損形式，它所造成的工程危害和經濟損失越來越引起人們的關注，按英國T.S.Eyer的估計，它約占工業生產中經常出現的磨損破壞總數的8%[2]。尤其對工作于固液兩相流工況下的水力機械而言，沖蝕磨損是機械材料損失的主要形式。特別在我國水力資源十分豐富，水能利用在我國能源規劃中起著舉足輕重的戰略地位。但是我國的河流含沙量大，泥沙對機械部件的沖蝕磨損已成為困擾我國水電部門的一大難題。黃河的年平均過沙量大約為20kg/m3，近年來由于上游植被的砍伐長江的含沙量也在逐步增加，這些水域上的機械設施都存在或將面臨嚴重的沖蝕磨損問題，所以研究工程機械內部過流部件的沖蝕磨損就顯得尤為重要和具有實際意義。
選取水泵為研究對象，泵的幾何模型如圖3-1所示，入口管徑為0.2m，出口管徑為0.16m，將該水泵分為3部分，入口部分、轉動部分、導流出口部分，其中轉動部分有3片轉動葉片，導流出口部分有4片。研究其不同工況下泵的沖蝕情況，泵的幾種工況的參數如表3-1所示。
展開 管道內固體污染物顆粒的沖蝕仿真 ￥500
這些固體顆粒會撞擊管壁，使表面材料變形或剝離的過程稱為沖蝕。 除了管壁材料的物理損耗之外，固體顆粒的沖蝕可能會以其他更間接的方式損害管道。 例如，固體顆粒可能會損壞管道內的耐腐蝕層，還可能去除內表面的化學緩蝕劑，使 管壁中更易受腐蝕的材料暴露在外。這種協同效應通常由術語沖蝕 表示，它們可能導 致石油和天然氣管道加速退化，因此為此付出的代價極高。 管道沖蝕仿真對于設計、優化和診斷來說是強大且具成本效益的工具。本例計算帶有U型管道的沖蝕磨損率，沖蝕模型采用Finne模型，模擬結果展示如下：
感興趣的朋友，可下載模型源文件，進行交流。
展開 本案例使用Oka模型得出的沖蝕率是 0.75 g/hr。
4 利用DNV模型進行計算
打開壁面邊界
restrictor的參數設置對話框，進入
DPM選項卡，激活選項
DNV，點擊
Edit...按鈕打開設置對話框
采用默認模型參數
重新進行計算。計算完畢后的沖蝕率顯示如下圖所示。最大沖蝕率為1.95E-3 kg/(m2.s)。
面積積分得到的沖蝕率為4.081656E-8 kg/s，如下圖所示。
利用lsdyna建立了無限移動循環沖蝕射流仿真，案例難點如下：
1.ALE方法的設置
2.沖蝕的實現
3.移動射流的實現
4.循環沖蝕射流的實現
具體實現效果如下：
感興趣的可以私信我。
點擊define→turbo topology，將new-topology-2命名為jingye，點擊邊界條件類型，再點擊對應面，點擊modify，如圖5.1；
圖5.1
2、定義中徑截面：點擊surface→ISO-surface，surface of constant選擇grid、spanwise coordinate，ISO-values為0.5，new surface name為zhongjingjiemian，點擊create，如圖5.2；
圖5.2
3、顯示沖蝕磨損云圖：點擊display→contours，contours of選擇discrete phase model、DPM erosion，surfaces下選擇pressure，點擊display，如圖5.3，可顯示動葉壓力面沖蝕磨損云圖；
圖5.3
4、顯示顆粒特性：點擊display→particle tracks，選擇injection-0，點擊display，如圖5.4，可顯示顆粒在空間的分布規律及其他特性；
圖5.4
5、顯示沖蝕磨損沿軸向的分布規律：點擊plot→XY plot，Y axis function選擇discrete phase model、DPM erosion，X axis function選擇direction vector，surfaces選擇pressure，點擊plot，如圖5.5；
圖5.5
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但模擬之后發現，遠端和中間區域成型并不理想，而且<u>如果主流直接對著這個位置沖刷，關鍵水道區域更容易出現沖蝕、粘模和拉傷。</u></p><p><br></p><p>隨后又嘗試過從大面方向進料，結果發現頂部區域和中間高位區域依然難以兼顧。
將澆口沖蝕易損位置制成鎢鋼材料3D打印鑲件，并增加隨形內冷，既能夠較大程度保證模芯壽命，同時也帶來了很大的維護便利性。
? 亮點二：雙螺旋冷卻水路。通過澆口套螺旋水路的設計，可以穩定澆口套溫度，改善沖頭在推動鋁液高速運動過程中的穩定性、確保產品的品質與生產的穩定性，延長料套使用壽命。
? 亮點三：滑塊延時開模。
通過歐拉 - 拉格朗日方法，追蹤不同粒徑、密度沙塵顆粒的軌跡與數量，結合沖蝕半經驗公式，綜合顆粒物性、沖擊速度、入射角等因素，計算沙塵對葉片的沖蝕程度。用戶可根據 Stokes 數選擇單向或雙向耦合模式，在保證計算精度的同時兼顧效率，為壓氣機葉片材料選擇、結構優化及維護周期制定提供數據支持。
石油化工領域</strong></p><p>在油氣運輸管道設計中，將 VirtualFlow模擬的流態與ECT實測數據相結合，能夠精準預測沖蝕與堵塞風險，從而優化管道路徑。利用軟件顆粒模擬功能，可以對反應器內顆粒混合過程進行模擬，并通過 Labasys 實時監測混合效率。實踐證明，這種方式能夠提升設備能效30%以上，為企業節省大量成本。</p><p><strong>2.
CFD軟件能夠預測管道中的流量以及潛在的泄露、屈曲、凝結和沖蝕等失效來源，確保儲罐的正確設計，并制定可靠性相關問題策略。
例如，其采用的Level Set模型能夠準確分析與預測管道中的流態，有效捕捉界面特性和擴散脈動特性，為管道的安全穩定運行提供了有力保障。同時，針對儲罐的正確設計以及可靠性相關問題的策略制定，VirtualFlow也提供了強有力的技術支持。
3.
利用lsdyna建立了無限移動循環沖蝕射流仿真，案例難點如下：
1.ALE方法的設置
2.沖蝕的實現
3.移動射流的實現
4.循環沖蝕射流的實現
具體實現效果如下：
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迷宮式調節閥作為近年來興起的新型高性能特種控制閥，其利用復雜多變的多級迷宮流道結構的設計，增加控制閥的流阻，將高壓差流體能量均勻地消散于迷宮流道的多級節流過程中，有效解決了傳統控制閥高流速造成的沖蝕腐蝕失效等問題，極大地延長了控制閥的服役壽命。由于迷宮流道復雜的結構設計，其降壓流動特性的變化規律還未形成系統的理論體系，無法有效指導迷宮式調節閥的示范和應用。
<p>利用lsdyna-ALE方法對水射流沖蝕土壤進行了模擬</p><p>土體為淹沒條件，材料采用5#材料</p><p>模擬效果如下：</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202405/attachment/8f4c072d61914bc2943825e14235fb75
（4）降雨對邊坡坡面沖蝕。當降雨強度大于入滲強度時，坡面會產生下流水力沖刷。沖蝕導致邊坡失穩的機理為：濺蝕—面蝕—細溝沖蝕—淺溝沖蝕—崩塌—滑坡。降雨及其形成的坡面流是沖蝕的動力來源。
圖 4 人工排土邊坡水力沖刷
二、降雨造成邊坡失穩的有限元仿真
剛體極限平衡法是工程中應用最早，計算理論體系最為完備的分析方法。
管路沖蝕
? 設計中的難點
‐ 油氣井出沙是很常見的，砂礫能引起管道沖蝕、堵塞等問題。了解管路的沖蝕狀況對油氣生產和運維至關重要。
‐ 沖蝕會導致設備的磨損，從而導致計算域發生變化，從而導致流動的變化。
‐ 沖蝕后設備是否滿足設計需要，運維檢修周期是多久。
