流場和結構場模擬的案例
空氣炸鍋內流場的CFD模擬方法和分析
論文價值的評定意見：
論文建立了空氣炸鍋內部空氣流場的數值模型，并對流場進行了定性分析。論文整體內容完整，行文較為規范，研究結果有一定參考價值。
陳華方 王洪濤 馮龍標
浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司
摘要
Abstract
空氣炸鍋內部流場特性對食物加工至關重要。但是受限于空氣炸鍋內部復雜結構，難以對流場分布進行準確測量和預測。基于雷諾時均方程與k-ε湍流模型，應用Fluent軟件對某款空氣炸鍋內部流場進行三維數值模擬獲得了炸鍋內部速度、湍流動能和渦量分布的詳細信息，模擬結果揭示了空氣炸鍋內部的流場運動規律與漩渦結構的產生和發展過程，以及炸鍋內部結構對流場的影響。
展開 1、多相流comsol模擬雨點滴落（包含層流和相場） ￥99
多相流comsol模擬雨點滴落，因模型文檔太大，請進入百度網盤下載。
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項目硅鐵一次袋除塵器輸灰風和主路風協同流場模擬分析 ￥20
煙氣出口outlet-1和輸灰出口outlet-2邊界條件為壓力出口（pressure-outlet），壓力值為0 Pa；
濾袋設置為多孔介質（porous zone）；
本次模擬湍流模型采用標準k-e模型，湍流流場的計算采用有限體積法離散控制方程，算法采用Simple算法，對流項采用一階迎風格式，近壁面采用壁面函數法處理。假定流體是不可壓縮的，作定常流動。
三、結果計算
經CFD模擬，本項目袋除塵器運行時的流線圖如下：
基于任意拉格朗日-歐拉 (ALE) 技術和相場方法的流固耦合模擬 ￥1500
<p>本案例基于任意拉格朗日-歐拉 (ALE) 技術和相場方法模擬容器內流體在自重作用下的流動，且與不同高度阻擋壁的流-固耦合作用過程。該模型可以擴展應用于其它涉及兩相流固耦合的實際工程項目中。模擬結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202212/896e2842077f418eb6c69dde2ac4bb99.gif" alt="Untitled11.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>阻擋壁高度較小時，水流淹沒流過阻擋壁，阻擋壁發生變形位移</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202212/f5993448058c451ea59f8b40f80bcc46.gif" alt="Untitled12.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>阻擋壁高度較大時，水流被阻擋在阻擋壁一側，阻擋壁發生變形位移</strong></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎交流合作</p><p><br></p>
展開 
冷凍保存中液態介質發生相變過程的溫度場、速度場和固體力學場模擬 ￥1500
冷凍保存（cryopreservation）是一種通過將生物材料冷凍在極低溫度下（通常低于-130°C或-202°F）以保持其活力和功能的技術，以使其能夠在較長時間內保存。它通常用于儲存各種生物樣本，如細胞、組織、器官甚至整個生物體。該過程涉及將生物材料的溫度降低到所有生化反應停止的點，有效地阻止任何腐爛或降解。常常使用抗凍劑（如甘油或二甲基亞砜）來最小化冰晶的形成，冰晶在冷凍和解凍過程中可能對細胞造成損害。冷凍保存使得生物材料能夠長期儲存，以供移植、研究和生物多樣性保護等各種應用。
本文章展示了基于COMSOL軟件建立的多物理場耦合數值模型，解決了在低溫保存過程中熱傳導和流體流動問題的耦合問題，同時得到了液態介質發生相變過程中的流動性質、溫度場以及應力場，部分結果展示如下：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
展開 室內流場與溫度場的實驗測定及數值模擬
CDF 技術及其商業軟件的發展使人們可以用數值模擬的方法預測室內熱環境，評價通風效果，改進空調送回風系統的設計，在提供舒適的室內環境的同時，進一步降低能耗。為了對數值計算結果進行檢驗，在某室內送回風節能,氣流組織模擬實驗室中對空調工況下的氣流組織和溫度分布進行了實驗測定，并采用商業軟件Airpak 對房間內的速節能,速度場、溫度場進行了數值模擬。在數值計算中采用k?ε方程作為紊流模型，以現場實測數據作為邊界條件，計算結果與實測數據吻合較好。結果表明，采用商業軟件對空調工況下室內送回風氣流組織與溫度分布的數值模擬可以獲得較準確的室內流場、溫度場及空氣年齡的詳細數據，從而可以對整個空調通風效果進行全面評價，以改進空調系統。
室內流場與溫度場的實驗測定及數值模擬.pdf
展開 考慮溫度場和流場的永磁同步電機折返型冷卻水道設計
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0 引言
永磁同步電機因具有功率密度高、效率高、結構緊湊等優點，成為新能源汽車驅動電機的首選。隨著電機容量的不斷增加及其小型化和輕量化的發展，再加上新能源汽車用永磁同步電機的密閉式結構，導致電機運行時散熱環境惡劣，電機溫升過高，成為制約新能源汽車用永磁同步電機向高功率密度、高效率發展的重要因素。
新能源汽車用永磁同步電機大都采用水冷方式對電機進行冷卻，冷卻水道布置在機殼內部，通過機殼內部水道中的循環冷卻介質帶走熱量，從而控制電機溫升。目前，新能源汽車用永磁同步電機冷卻水道的結構主要有折返型和軸向螺旋型兩種。軸向螺旋型水道的水路平順，水道壓降小，但由于冷卻介質從電機一端流入另一端流出，電機兩端的溫度梯度較大，不利于對電機整體的溫升控制。折返型水道的水路呈迷宮狀，不會在電機兩端產生溫度梯度，同時入水口與出水口可布置在電機同一端，方便水冷系統的布置，因而被廣泛應用。
現有研究多采用基于積分形式守恒方程的有限體積法對電機的溫度場、流場進行仿真，從而研究電機的溫升，但并未對永磁同步電機常用的折返型水道的結構參數進行細化研究，對折返型水道結構參數對流體流動特性、水道壓降以及電機溫升變化的影響的研究也還不夠深入。
本文對一臺額定功率68 kW的永磁同步電機的折返型水道結構參數進行設計。建立電機流-固耦合有限元模型，對電機溫度場、水道流場進行仿真分析，并通過電機臺架實驗驗證了仿真模型的正確性。進而通過仿真模型分析了水道內冷卻水的流動特性，綜合考慮分析入水口水道寬度與水道圓角半徑對水道壓降的影響，據此得到水道結構幾何參數，實現了電機低溫升的設計目標，最后進行電機溫升與水道壓降實驗驗證。
展開 凍融問題滲流場和溫度場耦合數值模擬
凍融作用在自然界中普遍存在如自然環境科學中滲流與溫度的相互作用會影響到滲流場和溫度場的分布從而影響生物的生存環境。高寒地區工程的凍融破壞作用例如路基凍脹穩定問題寒區隧道的凍脹破壞等這些都是滲流和溫度的耦合問題。為了揭示凍融作用下滲流場和溫度場的變化規律建立了描述滲流場及溫度場耦合的偏微分方程其中滲流方程中考慮了溫度作用引起的介質滲透特性的變化和水量變化及溫度梯度對滲流的影響。在溫度方程中考慮了相變對介質熱物理參數的影響及水流動引起的對流作用影響。然后利用多物理場耦合分析軟件COMSOL Multiphysics成功的求解該方程組通過算例與Lunardini的解析解進行了對比驗證數學模型的合理性。最后通過一個凍結壁算例計算了在水流和熱傳導作用下的凍融情況和溫度場的變化規律。結果表明溫度場對滲流場分布有一定的影響同樣滲流對凍融作用的影響顯著在凍融和滲流的作用下溫度場發生了明顯的變化。
凍融問題滲流場和溫度場耦合數值模擬.pdf
展開 基于CFX的濃度場和濃度-熱場耦合模擬
本案例是多組分多相流的模擬，流體中的組分可以隨著時間的添加，以此來模擬濃度場。實現組分添加可以采用CFX里的函數進行編輯。由于本文為磁流體，流體驅動靠電磁力驅動（具體添加可以查看本人之前的案例）。具體模擬過程如下。如果有詳細了解，可以查看本人個人簡介里的論文或者直接留言。
陽極氣泡主要是在陽極底掌生成，主要跟電流強度有關，可由法拉第公式計算得出氣體進口質量流入。由于陽極氣泡可從電解質上表面逸出，因此電解質上表面可設為脫氣邊界條件。其余為壁面條件，液相設為無滑移壁面邊界，氣相設為自由滑移邊界條件。然后模擬分析。
展開 FLUENT無人機流場模擬
7 結果后處理
進入CFD-Post界面，顯示速度場云圖。
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【年終系列實例EX7】單相射流泵內部流場數值模擬計算
圖 18壓力統計值
由上圖可知，p1=312028.66Pa，P2=42000Pa，P3=3818.59Pa，將值代入式（1）可得射流泵效率為：
即給射流泵效率僅為5.35%，需要對其結構進行優化。目前設計良好的射流泵效率可達40%左右。
垃圾焚燒SCR脫硝裝置流場模擬分析 ￥20
<p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"><strong>一、項目簡介</strong></p><h3>本次模擬對象為垃圾焚燒SCR脫硝裝置，常見的流場問題及優化措施</h3><p>問題1：煙氣分布不均</p><p>原因：煙道轉彎、變徑導致離心力或慣性力，使煙氣偏向一側。</p><p>措施：加裝導流板（Turning Vanes），這是最常用的優化手段，用于平穩地引導煙氣，均勻分布。</p><p>問題2：氨/煙混合不均</p><p>原因：噴氨格柵（AIG）設計不合理，或氨噴射流與主煙氣動量不匹配。</p><p>措施：優化噴氨格柵各噴口的流量分配；在AIG下游加裝靜態混合器，增強湍流混合；確保足夠的混合距離（AIG到催化劑層之間的直管段長度）。</p><p>問題3：飛灰沉積和磨損</p><p>原因：存在低速區、死角或尖銳凸起。</p><p>措施：優化煙道和反應器形狀，消除死角；對可能發生磨損的部位（如導流板迎風面）采用防磨設計（如加裝防磨片）。</p><p>問題4：溫度不均或偏低</p><p>原因：鍋爐負荷波動，爐膛燃燒不均，省煤器出口煙溫不均。</p><p>措施：從鍋爐運行調整入手；在煙道設計上，可采用煙氣旁路或省煤器分級等技術來精確控制SCR入口煙溫。</p><p><br></p><p>根據已知的流場問題和措施，分析該裝置運行的關鍵指標，即如何盡可能保證反應器內催化劑表面的煙氣速度及氨濃度（NH3/NOx）均布性，以確保脫硝效率和氨逃逸量滿足要求；現通過CFD模擬，并添加適當的導流板及擾流板，確保SCR反應器中的氣流均布及氨氮混合均勻。
展開 并聯四噴管發動機流場結構形態及CFD計算
在低海拔高度和高海拔高度狀態下，流場結構如圖4~圖6所示。
滑動網格法模擬二維離心泵的流場
絕對的好資料，好視頻
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汽車流場數值模擬及優化設計
當今社會汽車行駛速度正在不斷提高，對于汽車各方面性能提出了嚴格的要求，同時油價的上漲和空氣污染，對于汽車模型進行不斷地改進設計同樣是一個嚴峻考驗。并且汽車的安全性、操作性以及經濟性[2-3]也同樣是我們在未來汽車構造的設計和改進中考慮的方面。
實驗和理論是研究空氣動力學的兩種主要方法[4]。現在，隨著計算機技術的發展和仿真模擬軟件的不斷優化，原本只有風洞試驗才能得到的結果現在卻可以通過計算機進行模擬。近些年，空氣動力學各方面理論以及計算機技術的不斷進步，研究者和設計者們開始嘗試通過計算流體力學 (Calculation Fluid Dynamics，CFD)進行仿真模擬[5]。由于不受實驗條件的限制，可以自由改變求解條件和車身模型，已經成為汽車空氣動力學研究的重要手段。尤其在早期車型開發中，應用CFD數值模擬可為車身外形的初選提供依據，方便直觀地了解汽車各部分的分離情況和尾部渦系結構及分布情況，初步計算出整車的氣動阻力系數，對于提高汽車性能、提高效率、節約經費有很大的幫助[6]。
1 數學模型
控制流體流動的基本定律是質量守恒定律、動量守恒定律和能量守恒定律,由此可以得到連續方程、動量方程和能量方程,聯立后所得的N-S方程組是流體流動遵循的普遍規律。
本文使用標準k-ε[7-8]方程有限差分法求解流場問題。連續方程為：
(1)
式中, vi為xi方向上的流場速度; xi為流場的第i個空間坐標變量。
雷諾平均方程為：
(2)
式中, t為時間變量; xj為流場的第j個空間坐標變量; p為流場壓強; υ為流體粘度; v′i、v′j分別為xi、xj方向上的脈動速度。
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