自由表面流動(dòng)仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-19
自由表面流動(dòng)仿真的視頻教程
基于fluent明渠流動(dòng)小船阻力仿真
船幾何處理與meshing網(wǎng)格劃分詳細(xì)過程（boi加密方法等）； 2. fluent小船阻力仿真設(shè)置流程，cfd-post后處理過程； 3. 多相流方法，明渠流動(dòng)設(shè)置方法； 4. 提供源文件與后期答疑
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自由表面流動(dòng)仿真的實(shí)例教程
在氣液二相流仿真中，有時(shí)會(huì)遇到對(duì)沸騰流作模擬。近年來，由于所使用電腦的飛速發(fā)展，有關(guān)混相流課題的流體解析模擬問題差不多都得以解決。即便如此，仍有一些復(fù)雜的混相流現(xiàn)象難以進(jìn)行模擬。其中之一就是沸騰流。沸騰流雖然在熱交換器，冷卻系統(tǒng)等許多工業(yè)領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用，但其流動(dòng)方式會(huì)隨液體與傳熱表面的溫度差等因素而發(fā)生變化，是一種復(fù)雜的流動(dòng)。如果從微觀尺度來著手處理沸騰流問題，就必須對(duì)傳熱表面氣泡核的生成，及其隨后的發(fā)展，脫離等過程一一建立模型，目前尚缺乏普遍適用的模擬方法。因此，只能從宏觀途徑來加以考慮。
圖21.1中展示的是，通過自由表面流仿真中的VOF法來模擬沸騰流，對(duì)蒸發(fā)和冷凝（液化）這樣的相變化過程，用F值（即流體體積率）的增減來加以表示，從而建立模型。同時(shí)，還考慮潛熱的吸收和釋放，以及因氣液態(tài)密度差引起的體積的增減。上述諸量的變化，在局部區(qū)域取得平衡。在此假定的前提下，美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的Lee于1980年提出了有關(guān)蒸發(fā)和冷凝的一系列基礎(chǔ)方程式，從而建立起一個(gè)完整的模型。圖21.2就是Lee建立的模型，各個(gè)流體單元內(nèi)的液體溫度若高于飽和溫度（即沸點(diǎn)）就蒸發(fā)，反之就液化。從這一假定出發(fā)，根據(jù)液體溫度與飽和溫度之間的差，同時(shí)考慮氣體與液體密度的不同，從而計(jì)算出相變化量的大小。
圖21.1 沸騰流的建模
圖21.2 Lee建立的模型
接下來，打算介紹這一章的模擬實(shí)例。作為第一個(gè)實(shí)例，首先來看一下圖21.3。在一個(gè)注了水的方形容器的底部加熱，我們來模擬從液相到氣相的相變化過程。圖中展示了VOF值為0.5的等值面。容器底部被加熱，產(chǎn)生了氣相（即氣泡），由于浮力的作用，氣泡徐徐上升，整個(gè)過程歷歷在目。
圖21.3 模擬實(shí)例之一：在容器底部加熱
另外，在氣相和液相之間的產(chǎn)生相變化時(shí)，物質(zhì)的密度也隨之發(fā)生變化。
展開 仿真目的
通過仿真船體的航行姿態(tài)來評(píng)價(jià)船體的穩(wěn)定性。自由表面的計(jì)算采用VOF法，物體的運(yùn)動(dòng)利用動(dòng)力學(xué)功能。通過船側(cè)有無鰭的兩種類型，用重量從重心位置移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的橫向傾斜角的比較來評(píng)價(jià)船體航行穩(wěn)定性。
仿真結(jié)果與實(shí)測的比較
圖1
圖2
圖1是重量向圖右移動(dòng)時(shí)傾斜角的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的比
較。
圖中的基準(zhǔn)位置是橫向傾斜角為0[deg] 的船體位置。
圖2是橫向傾斜角的仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較。
從結(jié)果可
以確認(rèn)鰭對(duì)船體姿勢起到的穩(wěn)定作用，而且仿真與實(shí)驗(yàn)的
結(jié)果基本吻合。
由粒子再現(xiàn)水滴的飛濺
通過流體體積率的輸送來捕捉自由表面的VOF 法，要表現(xiàn)水
面上飛濺的水滴是困難的。
本研究中，由波浪產(chǎn)生的水花以
質(zhì)量粒子來再現(xiàn)。
圖中是從兩個(gè)方向觀察到的VOF 值為0.5
的界面與粒子飛濺的模樣，再現(xiàn)了VOF 法不能捕捉的水滴（粒
子）飛濺。
小結(jié)
利用
MSC Cradle仿真了小型船舶的航行姿勢，并對(duì)其航行穩(wěn)定性做了考察。通過仿真確認(rèn)了在船側(cè)設(shè)置鰭的效果，得到的橫向傾斜角與實(shí)測相吻合的結(jié)果。
展開 仿真目的
通過仿真船體的航行姿態(tài)來評(píng)價(jià)船體的穩(wěn)定性。自由表面的計(jì)算采用VOF法，物體的運(yùn)動(dòng)利用動(dòng)力學(xué)功能。通過船側(cè)有無鰭的兩種類型，用重量從重心位置移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的橫向傾斜角的比較來評(píng)價(jià)船體航行穩(wěn)定性。
仿真結(jié)果與實(shí)測的比較
圖1
圖2
圖1是重量向圖右移動(dòng)時(shí)傾斜角的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的比
較。
圖中的基準(zhǔn)位置是橫向傾斜角為0[deg] 的船體位置。
圖2是橫向傾斜角的仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較。
從結(jié)果可
以確認(rèn)鰭對(duì)船體姿勢起到的穩(wěn)定作用，而且仿真與實(shí)驗(yàn)的
結(jié)果基本吻合。
由粒子再現(xiàn)水滴的飛濺
通過流體體積率的輸送來捕捉自由表面的VOF 法，要表現(xiàn)水
面上飛濺的水滴是困難的。
本研究中，由波浪產(chǎn)生的水花以
質(zhì)量粒子來再現(xiàn)。
圖中是從兩個(gè)方向觀察到的VOF 值為0.5
的界面與粒子飛濺的模樣，再現(xiàn)了VOF 法不能捕捉的水滴（粒
子）飛濺。
小結(jié)
利用
MSC Cradle仿真了小型船舶的航行姿勢，并對(duì)其航行穩(wěn)定性做了考察。通過仿真確認(rèn)了在船側(cè)設(shè)置鰭的效果，得到的橫向傾斜角與實(shí)測相吻合的結(jié)果。對(duì)于船體縱傾的穩(wěn)定可以利用同樣的仿真方法。
展開 模擬井中水與地層水的作用
基于粗糙度表面的裂隙流研究對(duì)于理解地下水的流動(dòng)、污染物傳輸以及與之相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害（如滑坡）等方面具有重要意義。本研究通過蒙特卡洛方法生成隨機(jī)表面形貌，并利用COMSOL Multiphysics對(duì)隨機(jī)參數(shù)化表面的微尺度流體流動(dòng)進(jìn)行模擬。
參數(shù)化表面模型采用CAD隨機(jī)粗糙度表面插件建立，插件可設(shè)置不同的表面起伏形態(tài)，以匹配相應(yīng)的地形或研究不同表面參數(shù)下的流動(dòng)特性。
在CAD內(nèi)將模型截取表面部分，以sat格式導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，完成三維隨機(jī)參數(shù)化表面幾何模型的建立。
在COMSOL內(nèi)對(duì)模型劃分網(wǎng)格。
對(duì)模型設(shè)置邊界條件，使流體從模型左側(cè)流入，右側(cè)流出，計(jì)算并研究裂隙流體的流動(dòng)特性。
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授課時(shí)間
2026/5/19（二）-5/20（三）
AM 9:00-PM 16:00
授課地點(diǎn)
上海市嘉定區(qū)南翔銀翔路819號(hào)中暨大廈18樓1805室
課程講師
訊技光電工程團(tuán)隊(duì)及資深顧問
課程費(fèi)用
4800RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開票稅金、午餐費(fèi))
課程簡介
授課時(shí)間：：2026/5/28（四）-5/29（五）（各城市并行開課）
課程時(shí)數(shù)：2天/城市
授課地點(diǎn)：深圳市光明區(qū)鳳凰街道尚智科技園1棟B座1503
課程講師：訊技光電工程師隊(duì)
課程費(fèi)用：3600RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開票稅金、午餐費(fèi))
課程簡介
Course Introduction
光柵是現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中最為常用的一種衍射光學(xué)元件
寫在前面
仿真、模擬、有限元分析、多物理場……這些術(shù)語是不是早已成為每位仿真人的“日常”？大家是否知曉其背后的技術(shù)原理和演進(jìn)趨勢，正深刻地改變著世界？Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。本專題將以 “一期一會(huì)” 的形式，攜手各領(lǐng)域?qū)＜遥瑖@Ansys全產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢，帶您深入解析流體、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計(jì)及電磁仿真、光學(xué)、光子學(xué)、半導(dǎo)體、自動(dòng)駕駛
?? 你的核心職責(zé)
項(xiàng)目承接：承接平臺(tái)分發(fā)的各類ABAQUS仿真需求，涵蓋結(jié)構(gòu)靜力學(xué)/動(dòng)力學(xué)、非線性分析（接觸/材料非線性）、熱-力耦合、顯式動(dòng)力學(xué)（Explicit） 等方向。
技術(shù)支持：根據(jù)客戶提供的模型或圖紙，獨(dú)立完成幾何清理、網(wǎng)格劃分、求解設(shè)置、結(jié)果后處理及仿真報(bào)告撰寫。
專業(yè)背景：
本科及以上學(xué)歷（優(yōu)秀的在讀本碩博士亦可），力學(xué)、機(jī)械工程、車輛工程、材料科學(xué)與工程等相關(guān)專業(yè)
使用電子灌封的益處
使用聚氨酯(PU)、硅膠、環(huán)氧樹脂進(jìn)行電子灌封具有以下這些優(yōu)勢：
? 絕緣性能：聚氨酯(PU)、硅膠和環(huán)氧樹脂具有有效的絕緣性能，保護(hù)電子組件不受潮濕、灰塵和其他環(huán)境因素影響，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。
? 保護(hù)組件：電動(dòng)車和行動(dòng)裝置，尤其是高功率組件，通常會(huì)受到機(jī)械震動(dòng)或沖擊的影響。因此會(huì)針對(duì)這些材料提供額外的防護(hù)，降低損壞風(fēng)險(xiǎn)。
? 耐高溫性：灌封材料通常具有出色的耐高溫性
AnsysWB-表面貼片電阻的熱載荷應(yīng)力仿真5個(gè)月前
表面貼裝制造被廣泛用于組裝片式電阻封裝，能夠?qū)㈦娮釉苯淤N裝在印刷電路板（PCB）的表面。對(duì)更小的手持設(shè)備不斷增長的需求促使片式電阻器尺寸更小，這反過來又引發(fā)了對(duì)焊點(diǎn)熱疲勞壽命以及故障發(fā)生情況的擔(dān)憂。
表面貼片電阻會(huì)受到熱循環(huán)的影響。材料之間的熱膨脹差異會(huì)在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生熱應(yīng)力，
連接電阻與印刷電路板的焊料被視為裝配中最薄弱的環(huán)節(jié)，由于工作溫度高于焊料的
熔點(diǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生稱為蠕變的變形
AnsysWB-硅芯片表面貼裝封裝的傳熱仿真5個(gè)月前
所有集成電路 （尤其是高速器件）都會(huì)產(chǎn)生熱量。在當(dāng)今密集的電子系統(tǒng)布局中，多
數(shù)情況下熱源都置于靠近熱敏性集成電路的位置。印刷電路板的設(shè)計(jì)人員經(jīng)常需要考
慮熱敏器件和發(fā)熱器件的相對(duì)位置，使敏感器件不至于過熱。
有一種發(fā)熱裝置是調(diào)壓器，可以產(chǎn)生幾瓦的熱量，溫度會(huì)超過 70?C。如果在設(shè)計(jì)電路
板時(shí)將這樣的裝置置于靠近包含敏感硅芯片的表面貼裝封裝的位置
使用 ANSYS CFX 對(duì)離心泵內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行瞬態(tài)仿真。湍流模型采用 SST。同時(shí)包含 CFX 定義文件。
10 月 24 日 · 線下零距離 · 與 Ansys Fellow 朱永誼博士面對(duì)面
當(dāng)產(chǎn)品復(fù)雜度從“零件”躍遷到“系統(tǒng)”，有限元模型動(dòng)輒上億自由度，接觸對(duì)數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增長。如何讓“超大規(guī)模裝配模型在 8 小時(shí)內(nèi)完成建模-求解-校核”成為日常，而非傳奇？
10 月 24 日（周五）下午，Ansys 總部院士朱永誼博士首次線下開講，帶來四大“黑科技”：
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精彩直播預(yù)告 下滑免費(fèi)預(yù)約
自由鍛與環(huán)軋工藝過程復(fù)雜、仿真困難，難以精準(zhǔn)還原實(shí)際過程，導(dǎo)致仿真精度受到影響。此外，大型坯料的自由鍛與環(huán)軋工藝參數(shù)驗(yàn)證工作成本高，周期長。
傳統(tǒng)的工藝仿真軟件難以復(fù)現(xiàn)上述如此復(fù)雜的成形過程，Simufact Forming軟件為了方便用戶的仿真分析，單獨(dú)設(shè)立了自由鍛、環(huán)軋專業(yè)模塊，用戶僅需要按照軟件內(nèi)置的工藝設(shè)備模板進(jìn)行模型的搭建
