導流仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：Infiniteelements 創(chuàng)建時間：2023-11-02
導流仿真的實例教程
圖3 仿真流動圖
在進行網(wǎng)格劃分后，通過多組數(shù)據(jù)模擬在導流片表面的流動狀態(tài)，仿真分析中的流線作為模擬液體流動的方向和方位，在模擬混合油流動時，混合油在與導流片接觸后，在一定的流速下，沿著導流片表面的曲線方向向前流動，表面的多條方向的曲線組成不同的曲面，導流片的曲面方向改變了上面孔中豎直向下的混合油方向，而上面管道孔中的混合油在不停地向導流片輸送混合油，液體沿著導流片設(shè)定的方向連續(xù)流動，從而形成了混合油特定流向的液體流。
3.4 導流效果
各參數(shù)仿真分析后所得仿真圖見圖4、圖5。
跡線圖展示了流體在流場中實際流動的軌跡，顏色代表流體在該位置的速度大小。由圖4可見，速度的最大值出現(xiàn)在混合油出口處，而在整個分布槽中清晰可見的是，跡線遍布槽中所有位置，沒有明顯的低速區(qū)，沒有無跡線涉及的空白區(qū)域，這意味著槽內(nèi)的雜質(zhì)不會因陷入低速區(qū)而沉積，也不會在漩渦打轉(zhuǎn)最后沉積于漩渦內(nèi)低速區(qū)，而是會被油沖出分布槽。
圖4 仿真流動跡線圖
圖5 仿真流動中心面y向速度圖
通過實際數(shù)據(jù)的控制，模擬出液體流動速度得到的速度圖，可見分布槽內(nèi)的液體不僅僅能夠沿分布槽長度方向串流，而且其流速較快，這種流動對混合油內(nèi)部的殘渣跟隨液相一起高速流動，起到了很好的預(yù)期效果。總結(jié)仿真分析的結(jié)果：根據(jù)仿真結(jié)果可見流體跡線遍布分布槽內(nèi)幾乎所有區(qū)域，無明顯滯止區(qū)，流場區(qū)域也十分活躍，槽內(nèi)周期性地產(chǎn)生高速流動，且該高速流動可從分布槽底部掃過，這種流動可使殘渣被從底部卷起，或能達到預(yù)期目的。
展開 隨著CAE技術(shù)在高速列車車體研發(fā)中的應(yīng)用，高速列車車體的研發(fā)中碰到的技術(shù)難點都一一得到了解決，下面具體介紹CAE技術(shù)在高速軌道車輛車體的研發(fā)中的應(yīng)用：
CAE技術(shù)在高速軌道車輛車體的研發(fā)中的應(yīng)用，根據(jù)研究對象的不同，可分為兩部分：車體結(jié)構(gòu)分析和流固耦合分析，車體分析包括對車體的強度、氣密強度、剛度與模態(tài)以及車體模態(tài)與轉(zhuǎn)向架固有模態(tài)的關(guān)系，車體局部模態(tài)與車內(nèi)振動及車體局部模態(tài)與車內(nèi)噪音的關(guān)系進行仿真分析等一系列技術(shù)項目，主要解決車體輕量化與車體剛度、強度提高之間的矛盾；流固耦合分析包括對列車表面壓力分布、氣動阻力、氣動升力、交會壓力波、側(cè)向力及隧道效應(yīng)和列車運行的側(cè)風平穩(wěn)性、氣動噪聲等諸多方面等數(shù)值仿真項目，為提高高速列車車體的空氣動力學性能提出解決方案，同時還為車體結(jié)構(gòu)分析提供外部流場載荷，用于結(jié)構(gòu)分析。根據(jù)公司前期軌道車輛車體設(shè)計和仿真分析的經(jīng)驗，我公司建立了適合高速軌道車輛車體仿真分析的CAE技術(shù)平臺，制定了科學的仿真分析流程，可以同時進行車體分析和流固耦合分析。
以高速列車車體研發(fā)流程為例來介紹CAE技術(shù)在高速列車車體設(shè)計中的實際應(yīng)用，首先對高速列車車體的設(shè)計方案進行流固耦合分析，應(yīng)用流體動力學軟件對列車表面壓力分布、氣動阻力、氣動升力、交會壓力波、側(cè)向力及隧道效應(yīng)和列車運行的側(cè)風平穩(wěn)性、氣動噪聲等諸多方面進行仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果對車體結(jié)構(gòu)和車體斷面尺寸進行優(yōu)化設(shè)計，例如：車體初次設(shè)計時在車頂受電弓安裝座處沒有設(shè)計導流罩，仿真計算結(jié)果表明該處氣動阻力過大，同時產(chǎn)生嚴重的氣動噪聲；根據(jù)仿真分析的結(jié)果，改進了受電弓安裝座，并增加了導流罩；在對受電弓安裝座以及導流罩的多個設(shè)計方案分別進行了仿真分析后，得到了最優(yōu)的設(shè)計方案；從最初的仿真分析到得到最優(yōu)的設(shè)計方案，由于CAE技術(shù)的幫助，只需要兩周時間，極大的縮短了設(shè)計周期。
展開 LED燈的CAD模型在DM中簡化、導入Icepak后的自然對流和輻射散熱分析
2.強迫風冷電子機箱的CAD通過DM導入Icepak的簡化處理
3.肋片散熱器3D肋片轉(zhuǎn)換為Plate模型處理
Icepak/IDF
導入
電路板及其元器件的導入和簡化
1.導入PCB電路板及其元器件到Icepak的實例
2.分析導入的電路板上元器件網(wǎng)絡(luò)模型的熱分析實例
3.用PCB基板把布線和過孔文件(.anf)導入的方法實例
4.用BLOCK把布線和過孔文件(.anf)導入的方法實例
封裝芯片IC Package
的導入
掌握封裝芯片的模型、布線和過孔導入方法
1.封裝芯片的模型介紹
2.封裝芯片IC Package布線和過孔的導入，基板、焊球、金線、外殼模型的建立實例
自然空氣對流和輻射散熱
掌握自然對流
散熱
1.機箱內(nèi)PCB和元器件自然對流和輻射散熱仿真實例
2.機箱內(nèi)自然對流散熱時熱源分時工作的瞬態(tài)分析實例
3電子機箱在任意海拔高度自然對流系數(shù)自動修正的熱仿真實例
散熱器
的優(yōu)化設(shè)計
掌握肋片散熱基板、肋片厚度、
間距的優(yōu)化
1.自然空氣對流時對散熱器進行優(yōu)化
2.規(guī)定散熱器質(zhì)量和全局最高溫度時散熱器的優(yōu)化設(shè)計仿真
強迫風冷、液冷、熱管散熱
掌握風冷、液冷、熱管散熱的建模、網(wǎng)格劃分，通過結(jié)果分析改進模型
1.風冷電子機箱異型CAD導流罩的熱仿真
2.風冷 LED燈太陽花散熱器的仿真
3.強迫風冷的熱管散熱器實例
4.水冷槽內(nèi)加工散熱器翅片并/串聯(lián)工質(zhì)的仿真
5.機箱中散熱器作為風道的強迫風冷散熱分析
6.機箱的鼓風機和抽風機在風冷系統(tǒng)中散熱效果的比較
7.機箱在任意海拔高度風扇P-Q曲線自動修正和風冷仿真
8.電子機箱鼓風的風扇位置的系統(tǒng)級參數(shù)優(yōu)化
展開 LED燈的CAD模型在DM中簡化、導入Icepak后的自然對流和輻射散熱分析
2.強迫風冷電子機箱的CAD通過DM導入Icepak的簡化處理
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封裝芯片IC Package
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掌握封裝芯片的模型、布線和過孔導入方法
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自然空氣對流和輻射散熱
掌握自然對流
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1.機箱內(nèi)PCB和元器件自然對流和輻射散熱仿真實例
2.機箱內(nèi)自然對流散熱時熱源分時工作的瞬態(tài)分析實例
3電子機箱在任意海拔高度自然對流系數(shù)自動修正的熱仿真實例
散熱器
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間距的優(yōu)化
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強迫風冷、液冷、熱管散熱
掌握風冷、液冷、熱管散熱的建模、網(wǎng)格劃分，通過結(jié)果分析改進模型
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掌握自然對流
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散熱器
的優(yōu)化設(shè)計
掌握肋片散熱基板、肋片厚度、
間距的優(yōu)化
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強迫風冷、液冷、熱管散熱
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導流仿真的最新內(nèi)容
3 混合油導流片表面流動仿真
3.1 導流面混合油流動設(shè)想
混合油從空心管道進口進入，充滿整個管道內(nèi)腔，在管道的下側(cè)有小孔，混合油從小孔落下，由于管道內(nèi)腔中的混合油有一定壓力，因此混合油是以一定速度從小孔中打出來的。有一定沖擊力的混合油流到導流片上，導流片表面是具有一定曲面的形狀，混合油就會相切于曲面，形成一個向特定方向流動的液體流。導流片表面混合油流動示意見下圖1。
以高速列車車體研發(fā)流程為例來介紹CAE技術(shù)在高速列車車體設(shè)計中的實際應(yīng)用，首先對高速列車車體的設(shè)計方案進行流固耦合分析，應(yīng)用流體動力學軟件對列車表面壓力分布、氣動阻力、氣動升力、交會壓力波、側(cè)向力及隧道效應(yīng)和列車運行的側(cè)風平穩(wěn)性、氣動噪聲等諸多方面進行仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果對車體結(jié)構(gòu)和車體斷面尺寸進行優(yōu)化設(shè)計，例如：車體初次設(shè)計時在車頂受電弓安裝座處沒有設(shè)計導流罩，仿真計算結(jié)果表明該處氣動阻力過大，
機箱內(nèi)自然對流散熱時熱源分時工作的瞬態(tài)分析實例
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散熱器
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