CFD流場(chǎng)模擬的案例
七孔探針，五孔探針，CFD流場(chǎng)數(shù)值模擬，F(xiàn)EA咨詢服務(wù)
南京納飛特流體技術(shù)有限公司提供七孔探針（五孔探針）三維自動(dòng)測(cè)速系統(tǒng)、計(jì)算流體力學(xué)（CFD）流場(chǎng)數(shù)值模擬、結(jié)構(gòu)靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)有限元分析（FEA）、空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)咨詢等服務(wù)，定制各種壓力/溫度傳感器、流體實(shí)驗(yàn)與教學(xué)儀器等產(chǎn)品。公司業(yè)務(wù)主要涉及航空航天飛行器氣動(dòng)設(shè)計(jì)與分析、風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)與分析、汽車空氣動(dòng)力特性分析、船舶水動(dòng)力學(xué)特性分析、建筑風(fēng)工程、電子產(chǎn)品散熱分析、工業(yè)管道流量與壓力分析、閥門特性分析、流量測(cè)量?jī)x表設(shè)計(jì)與特性分析。
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展開 空氣炸鍋內(nèi)流場(chǎng)的CFD模擬方法和分析
隨著計(jì)算機(jī)能力的發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics, CFD）被越來越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，例如翼型模擬、泵內(nèi)流場(chǎng)模擬、空調(diào)設(shè)計(jì)等[6-9]。采用CFD對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行分析并指導(dǎo)相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已成為新的研究熱點(diǎn)。但目前在小型家電的設(shè)計(jì)研發(fā)領(lǐng)域，將CFD應(yīng)用于工程實(shí)際的案例較少。
采用CFD軟件對(duì)空氣炸鍋內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行分析，可以得到實(shí)驗(yàn)研究難以獲取的全面數(shù)據(jù)，對(duì)空氣炸鍋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。提高炸鍋內(nèi)流場(chǎng)的均勻性，是保證炸鍋內(nèi)均勻溫度分布的重要因素，同時(shí)還可以縮短設(shè)計(jì)周期，降低研發(fā)成本。本文采用三維滑移網(wǎng)格對(duì)某款空氣炸鍋的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)使用CFD進(jìn)行炸鍋內(nèi)流場(chǎng)分析進(jìn)行了嘗試，計(jì)算了達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)炸鍋內(nèi)部的速度場(chǎng)、渦量場(chǎng)和湍流動(dòng)能，同時(shí)研究了風(fēng)扇在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)不同截面變量的變化過程。
展開 納飛特流體技術(shù)有限公司提供種子清選機(jī)流場(chǎng)數(shù)值模擬
南京納飛特流體有限公司提供計(jì)算流體力學(xué)（CFD）流場(chǎng)數(shù)值模擬、結(jié)構(gòu)靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)有限元分析、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）三維建模等服務(wù)，開發(fā)和銷售多通道壓力傳感器、流體實(shí)驗(yàn)與教學(xué)儀器等產(chǎn)品。公司業(yè)務(wù)主要涉及航空航天飛行器氣動(dòng)設(shè)計(jì)與分析、風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)與分析、汽車空氣動(dòng)力特性分析、船舶水動(dòng)力學(xué)特性分析、建筑風(fēng)工程、電子產(chǎn)品散熱分析、工業(yè)管道流量與壓力分析、閥門特性分析、流量測(cè)量?jī)x表設(shè)計(jì)與特性分析。
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空調(diào)管道流場(chǎng) CFD仿真分析 ￥2
1.概述
2.計(jì)算流程
3.計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）軟件——FLUENT 簡(jiǎn)介
4.除霜風(fēng)道流動(dòng)及玻璃靜態(tài)溫度和速度分布
4.1.模型簡(jiǎn)化和網(wǎng)格劃分
4.2.模型前處理
4.3.求解結(jié)果分析
5.吹面風(fēng)道流動(dòng)及風(fēng)量分配計(jì)算
5.1.模型前處理與網(wǎng)格劃分
5.2.邊界條件及求解設(shè)置
5.3.模型求解及結(jié)果分析
6.分析結(jié)論
1. 概述
本報(bào)告應(yīng)用 CFD 數(shù)值分析軟件，對(duì) QQ 項(xiàng)目除霜效果進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算分析，計(jì)算出風(fēng)道各風(fēng)口的風(fēng)量分配比例，以及玻璃速度和靜態(tài)溫度分布情況，為進(jìn)一步細(xì)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)，分析按 GB－11556 給出的條件進(jìn)行。
2. 計(jì)算流程
汽車的中央除霜風(fēng)道主要肩負(fù)著輸送分配用來溶化風(fēng)窗玻璃內(nèi)、外表面上的霜或冰，使其恢復(fù)清晰視野的熱空氣之任務(wù)，這對(duì)駕駛安全性至關(guān)重要。所以此段風(fēng)道的主要設(shè)計(jì)點(diǎn)在獲得良好的風(fēng)量分配比例和氣流吹拂角度和點(diǎn)擊點(diǎn)位置，使擋風(fēng)玻璃和兩側(cè)車窗玻璃都能得到理想的靜態(tài)溫度和速度分布。此次分析的目的就是通過對(duì)空調(diào)風(fēng)道出風(fēng)口一段及車廂內(nèi)的流場(chǎng)計(jì)算，得到出風(fēng)道各風(fēng)口的風(fēng)量分配比例及玻璃受風(fēng)情況顯示，此分析過程的流程圖。
展開 
Cradle CFD—專業(yè)熱流場(chǎng)分析工具
Cradle CFD 是MSC Software公司開發(fā)的一系列CFD 仿真和可視化軟件集合。憑借較高效的處理速度、工程實(shí)用性和用戶高滿意度，Cradle已被廣泛地應(yīng)用于汽車、電子等領(lǐng)域，以解決熱流耦合問題。依托聯(lián)合仿真功能，不僅可實(shí)現(xiàn)與三維多物理場(chǎng)耦合（結(jié)構(gòu)、聲學(xué)、電磁、機(jī)械），還能夠與一維系統(tǒng)級(jí)仿真工具和多學(xué)科優(yōu)化平臺(tái)耦合，實(shí)現(xiàn)多物理場(chǎng)協(xié)同仿真，例如Adams、Romax、FFT、Abaqus、GT、KULI等工具。
并聯(lián)四噴管發(fā)動(dòng)機(jī)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)及CFD計(jì)算
圖4 低海拔和高海拔狀態(tài)下整體流場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)比
圖5 低海拔狀態(tài)下流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及馬赫數(shù)分布云圖
圖6 高海拔狀態(tài)下流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及馬赫數(shù)分布云圖
來源：多相流在線
CFD專欄丨HyperWorks多物理場(chǎng)仿真：流固耦合
大橋劇烈晃動(dòng)直至崩塌
HyperWorks的流體求解器AcuSolve流固耦合分析分為四種情況：
分析穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)壓力和溫度場(chǎng)對(duì)固體變形的影響，也叫 TFSI (Thermal-FSI)屬于單向耦合；
分析流體動(dòng)載荷引起的固體振動(dòng)現(xiàn)象，也叫P-FSI (Practical FSI)，屬于單向耦合；
瞬態(tài)流動(dòng)引起固體大變形，并反饋給流場(chǎng)，也叫DC-FSI (Direct Coupling FSI)，屬于雙向耦合。
固體本身的變形量很小，可以認(rèn)為是剛體，但是整體產(chǎn)生比較大的位移，可以采用CFD耦合MBD多體動(dòng)力學(xué)分析，也屬于雙向耦合。
以上幾種分析都可以在SimLab模塊中完成，流固交界面的耦合數(shù)據(jù)在后臺(tái)傳遞，無需用戶編輯腳本。
TFSI模型的計(jì)算代價(jià)最小，通常用于流體靜載荷或溫度梯度引起的固體小變形，例如汽車排氣管的熱應(yīng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)水套的熱應(yīng)力，車燈的熱應(yīng)力等等場(chǎng)景。
排氣歧管的TFSI分析案例
AcuSolve模型的管路入口為高溫高壓氣體，管路出口為大氣壓和環(huán)境溫度，管路外壁面是自然對(duì)流散熱邊界。AcuSolve結(jié)果傳遞給求解器OptiStruct再分析管路的熱應(yīng)力和變形。
展開 CFD專欄丨HyperWorks多物理場(chǎng)仿真：流固耦合
背景介紹
最初的流固耦合FSI(Fluid-Solid Interaction)專指研究流體載荷對(duì)彈性結(jié)構(gòu)的影響，例如飛機(jī)機(jī)翼氣動(dòng)彈性問題，船舶螺旋槳的水彈性問題，核反應(yīng)堆燃料棒的渦激振動(dòng)問題等等。在數(shù)值仿真領(lǐng)域FSI概念擴(kuò)展到一般性的CFD模型和FEA模型的數(shù)據(jù)交換問題。
FSI真實(shí)案例：大橋與風(fēng)場(chǎng)組成了耦合系統(tǒng)，大風(fēng)產(chǎn)生了一定頻率的卡門渦脫落，這個(gè)頻率與耦合系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)固有頻率相近，使系統(tǒng)發(fā)生了共振，大橋劇烈晃動(dòng)直至崩塌。
大橋劇烈晃動(dòng)直至崩塌
HyperWorks的流體求解器AcuSolve流固耦合分析分為四種情況：
分析穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)壓力和溫度場(chǎng)對(duì)固體變形的影響，也叫 TFSI (Thermal-FSI)屬于單向耦合；
分析流體動(dòng)載荷引起的固體振動(dòng)現(xiàn)象，也叫P-FSI (Practical FSI)，屬于單向耦合；
瞬態(tài)流動(dòng)引起固體大變形，并反饋給流場(chǎng)，也叫DC-FSI (Direct Coupling FSI)，屬于雙向耦合。
展開 Abaqus無葉風(fēng)扇CFD流場(chǎng)分析案例講解
室內(nèi)流場(chǎng)與溫度場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定及數(shù)值模擬
CDF 技術(shù)及其商業(yè)軟件的發(fā)展使人們可以用數(shù)值模擬的方法預(yù)測(cè)室內(nèi)熱環(huán)境，評(píng)價(jià)通風(fēng)效果，改進(jìn)空調(diào)送回風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在提供舒適的室內(nèi)環(huán)境的同時(shí)，進(jìn)一步降低能耗。為了對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，在某室內(nèi)送回風(fēng)節(jié)能,氣流組織模擬實(shí)驗(yàn)室中對(duì)空調(diào)工況下的氣流組織和溫度分布進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定，并采用商業(yè)軟件Airpak 對(duì)房間內(nèi)的速節(jié)能,速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。在數(shù)值計(jì)算中采用k?ε方程作為紊流模型，以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為邊界條件，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合較好。結(jié)果表明，采用商業(yè)軟件對(duì)空調(diào)工況下室內(nèi)送回風(fēng)氣流組織與溫度分布的數(shù)值模擬可以獲得較準(zhǔn)確的室內(nèi)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)及空氣年齡的詳細(xì)數(shù)據(jù)，從而可以對(duì)整個(gè)空調(diào)通風(fēng)效果進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，以改進(jìn)空調(diào)系統(tǒng)。
室內(nèi)流場(chǎng)與溫度場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定及數(shù)值模擬.pdf
展開 CFD應(yīng)用：低亞音速飛機(jī)起落架流場(chǎng)計(jì)算
（a）
（b）
圖七：速度流線云圖
圖7展示了飛機(jī)起落架周圍空氣流線分布，從圖中可以看到最大速度位于支撐桿兩側(cè)，且在起落架輪子及支撐桿后形成明顯湍流渦。受起落架后湍流渦影響穩(wěn)態(tài)求解收斂性較差，但結(jié)果具有一定的設(shè)計(jì)指導(dǎo)性。后續(xù)可對(duì)該模型做瞬態(tài)大渦模擬以進(jìn)一步提高起落架外流場(chǎng)計(jì)算精準(zhǔn)度。
展開 
溢洪道挑流CFD模擬
有興趣的朋友可以掃描下方二維碼關(guān)注公眾號(hào)，會(huì)不定期發(fā)送免費(fèi)案例及CFD行業(yè)資訊、行業(yè)大咖訪談錄等。謝謝大家，感謝技術(shù)鄰平臺(tái)。
溢洪道是洪水期間保證水庫安全的重要措施，溢洪道下泄的高速水流具有很強(qiáng)的沖擊力，由于急流摻氣和脈動(dòng)現(xiàn)象十分顯著常會(huì)產(chǎn)生劇烈的震動(dòng)，將危及壩肩安全。因此需要合理設(shè)計(jì)溢洪道流道，而常用的一種方式就是運(yùn)用挑流消能原理以達(dá)到有效降低下泄水流能量的目的。
一、項(xiàng)目概述
挑流消能是利用泄水建筑物出口部分的挑流鼻坎，將下泄的急流拋向空中，然后落入離建筑物較遠(yuǎn)的河床與下游水流相銜接的消能方式。能耗大體分三部分：急流沿固體邊界的摩擦消能；射流在空中與空氣摩擦、摻氣、擴(kuò)散消能；射流落入下游尾水中淹沒紊動(dòng)擴(kuò)散消能。挑流消能通過鼻坎可在挑流范圍內(nèi)有效地控制射流落入下游河床的位置、范圍及流量分布，對(duì)尾水變幅適應(yīng)性強(qiáng)，河道簡(jiǎn)單，施工、維修方便。但其下游沖刷較嚴(yán)重，堆積物較多，尾水波動(dòng)與霧化都較大。
挑流消能應(yīng)用較廣，適于中、高水頭，大、中、小流量的各類建筑物。本項(xiàng)目通過對(duì)大壩溢洪道cfd模擬，研究挑流消能對(duì)下游河床的沖刷影響情況。
二、模型簡(jiǎn)化
模擬項(xiàng)目大壩壩高75米，寬80米，溢洪道寬15米，溢洪道落差50米，下游水位深度12米。如下圖所示：
圖一：溢洪道簡(jiǎn)化模型
圖二：溢洪道界面圖
三、網(wǎng)格劃分
使用snappHexMesh工具對(duì)幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格為混合網(wǎng)格（如圖3）。
展開 【年終系列實(shí)例EX7】單相射流泵內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬計(jì)算
單相射流泵內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬計(jì)算
1 實(shí)例說明
如圖1所示的射流泵，包括動(dòng)力入口、吸入口與出口。已知泵動(dòng)力入口速度1.66m/s，吸入口速度0.49m/s，出口壓力0.042MPa，研究其內(nèi)部流場(chǎng)分布及泵效率。
圖1射流泵計(jì)算模型
2 計(jì)算網(wǎng)格
在workbench中構(gòu)建計(jì)算流程，采用ICEM CFD進(jìn)行網(wǎng)格劃分。計(jì)算流程如圖2所示。
圖2計(jì)算流程
網(wǎng)格劃分過程這里不詳細(xì)描述，建議使用ICEM CFD劃分全六面體網(wǎng)格。這里僅為演示，因此劃分四面體網(wǎng)格。劃分后的計(jì)算網(wǎng)格如圖3所示。
圖3生成計(jì)算網(wǎng)格
3 計(jì)算設(shè)置
FLUENT中的設(shè)置包括以下內(nèi)容，下面以圖形顯示各重要設(shè)置選項(xiàng)。
圖4采用壓力基求解
圖5采用Realizable K-E湍流模型
圖6添加工作介質(zhì)為water-liquid
圖7設(shè)置計(jì)算域中介質(zhì)為water-liquid
圖8設(shè)置動(dòng)力入口邊界條件為速度入口，設(shè)置速度1.66m/s
圖9設(shè)置吸入口速度0.49m/s
圖10設(shè)置出口邊界壓力0.042MPa
圖11壓力速度耦合采用Coupled算法
圖12初始化求解
圖13設(shè)置迭代500步
4 計(jì)算結(jié)果分析
4.1 各種物理量查看
圖 14速度云圖
圖 15壓力云圖
4.2 效率計(jì)算
定義射流泵效率計(jì)算方式：
式中，q3為吸入口流量，P2為出口壓力，P3為吸入口壓力， q1為動(dòng)力液入口流量，P1為動(dòng)力入口壓力。
圖 16質(zhì)量流量統(tǒng)計(jì)
查看各邊界質(zhì)量流量，如圖16可知，q1=3.24kg/s，q2=4.46kg/s，q3=1.227kg/s。
展開 基于Abaqus軟件CFD模塊選粉機(jī)流場(chǎng)仿真案例講解
[圖片]
【CFD數(shù)值模擬算例】水面浮體（浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬
2、波浪模擬
使用譜分析方法或其他波浪生成技術(shù)，模擬實(shí)際海洋環(huán)境中的波浪。
調(diào)整波浪參數(shù)，如波高、波長、周期等，以匹配實(shí)際條件。
3、流固耦合分析
設(shè)置浮體與流體之間的交互邊界條件。這通常涉及到動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，以適應(yīng)浮體的運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)用合適的數(shù)值方法，如有限元法(FEM)或有限體積法(FVM)，解決流固耦合方程。
4、動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算
求解浮體的運(yùn)動(dòng)方程，得到其位置、速度和加速度隨時(shí)間的變化。
分析浮體的動(dòng)力響應(yīng)，包括振幅、頻率和響應(yīng)譜等。
5、結(jié)果可視化與驗(yàn)證
使用可視化工具，展示浮體的運(yùn)動(dòng)軌跡、波浪形態(tài)和流體動(dòng)力變化。
通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或其他可靠來源的對(duì)比，驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。
6、參數(shù)化與優(yōu)化
改變浮體的幾何參數(shù)、材料屬性或運(yùn)行條件，觀察其對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響。
基于數(shù)值模擬結(jié)果，提出浮式風(fēng)電塔設(shè)計(jì)的優(yōu)化建議。
7、模擬報(bào)告與文檔
編寫詳細(xì)的模擬報(bào)告，記錄模型設(shè)置、方法、結(jié)果和結(jié)論。
整理相關(guān)的文檔和腳本，確保模擬過程可重復(fù)和可追溯。
通過這些步驟，可以對(duì)水面浮體（如浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)值模擬，以支持工程設(shè)計(jì)和決策。
文章內(nèi)容轉(zhuǎn)自：“云數(shù)仿真”公眾號(hào)
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