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氣液增壓技術(shù)

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創(chuàng)建者：匿名創(chuàng)建時間：2026-01-04

氣液增壓技術(shù)的實例教程

2025大賽優(yōu)秀作品 | 氣液兩相流仿真技術(shù)研究與應(yīng)用實踐

近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。作品名稱：氣液兩相流仿真技術(shù)研究與應(yīng)用實踐作者：葉祖樑 | 中興通訊股份有限公司熱設(shè)計高級系統(tǒng)工程師關(guān)鍵詞：氣液兩相流，Ansys Fluent，散熱器設(shè)計優(yōu)化作者說 Ansys Fluent提供多種多相流模型，如VOF模型、混合物模型、歐拉模型等，可用于模擬氣液兩相流蒸發(fā)冷凝相變現(xiàn)象。綜合考慮軟件功能豐富性、模型自定義的可行性、以及學(xué)術(shù)研究中使用的廣泛性，Ansys Fluent很適合作為氣液兩相流仿真的研究工具。對六種不同蒸發(fā)流道的仿真結(jié)果顯示，優(yōu)化方案對比無流道可提升蒸發(fā)量29% 熱管、VC等兩相散熱部件在各類電子產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，是解決局部高熱流密度散熱問題的重要方案。兩相部件內(nèi)傳熱傳質(zhì)機理復(fù)雜，當(dāng)前業(yè)界主要通過打樣實測的方式研究，缺乏有效的仿真正向設(shè)計方法。本研究梳理了兩相流仿真技術(shù)的情況，基于Ansys Fluent VOF+Lee模型的方法建立了正向設(shè)計能力，開展重力熱管、蒸發(fā)流道、3D散熱器的仿真實踐，仿真精度達到80%以上，指導(dǎo)了散熱器的設(shè)計優(yōu)化，具有良好的工程價值。此外，本研究思考并提出未來氣液兩相流仿真的發(fā)展方向，為行業(yè)提供了參考。挑戰(zhàn)/需求芯片功率密度不斷升高，散熱成為瓶頸。兩相散熱憑借超高換熱能力，成為關(guān)鍵技術(shù)方案之一。

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同是LevelSet技術(shù)，國產(chǎn)CFD軟件VirtualFlow如何在捕捉氣液界面時更精準(zhǔn)和高質(zhì)量守恒？

1、VirtualFlow界面流模型 VF中有兩種處理界面流的方法，分別是VOF方法和LevelSet方法，兩種方法各有千秋，相關(guān)的不同與優(yōu)劣，在本公眾號的文章《LMFD應(yīng)用 | LBM直接求解水平集方程，實現(xiàn)氣液/液液兩相流模擬》中有詳細的介紹，有感興趣的讀者可參考閱讀。VirtualFlow中的VOF模型與其他CFD仿真軟件是一樣的，但是在LevelSet模型上獨到之處。與其他商業(yè)軟件相比，VirtualFlow的LevelSet模型不但可以精確捕捉氣液界面，而且可以盡可能的做到了質(zhì)量守恒。下面對VirtualFlow中LevelSet模型原理和設(shè)置進行較為全面的介紹。其LevelSet模型設(shè)置的界面如下圖所示：界面寬度系數(shù)：最小單元格大小與界面寬度之間的比率，該系數(shù)的大小確定了界面的清晰度。不同的界面寬度系數(shù)對交界面清晰度的影響如下圖展示，可以很直觀的發(fā)現(xiàn)，在網(wǎng)格尺寸一定的情況下，該值越小，界面厚度越薄，界面越清晰。但是太小會導(dǎo)致計算的不穩(wěn)定，一般保持默認值1即可。在VirtualFlow中的LevelSet模型有眾多調(diào)節(jié)參數(shù)，其中界面寬度系數(shù)對界面清晰度的影響尤其重要。 H函數(shù)：用于定義光滑界面區(qū)域氣體和液體比例的函數(shù)類型。在VirtualFlow中提供了三種H函數(shù)，分別是Tanh、Linear和Sharp，通常采用默認設(shè)置即可。 Delta函數(shù)：用于計算界面處Dirac delta函數(shù)的方法，它表示為H函數(shù)的梯度，通常采用默認設(shè)置即可。 Ls Narrowband：此選項對LevelSet函數(shù)更新范圍相關(guān)，如果選定該選項，則LevelSet僅在界面周圍的區(qū)域進行更新。

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：基于液體門控技術(shù)的新型磁彈性膜實現(xiàn)自驅(qū)動氣/液釋放調(diào)控

液體門控膜作為一種合理設(shè)計的液基自適應(yīng)材料，與傳統(tǒng)膜材料相比具有抗污染和節(jié)能的優(yōu)勢，為智能材料發(fā)展創(chuàng)造了嶄新的機會，在能源、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境治理、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛而深遠的應(yīng)用前景。2020年，世界權(quán)威化學(xué)組織國際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）將“液體門控技術(shù)”評為該年度全球“化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)”之一。近年來，基于液體門控技術(shù)開發(fā)的智能膜系統(tǒng)吸引了越來越多的關(guān)注，各種環(huán)境驅(qū)動的系統(tǒng)已經(jīng)被構(gòu)建，但自驅(qū)動的液體門控系統(tǒng)尚未實現(xiàn)，這對于實際應(yīng)用中的小型化和便攜式器件集成具有重要意義。近期，廈門大學(xué)侯旭教授團隊基于液體門控技術(shù)開發(fā)了一種新型的自驅(qū)動磁彈性液體門控膜系統(tǒng)，在外加磁場作用下發(fā)生彎月形的形變，實現(xiàn)了氣體輸運的可控開/關(guān)，并能夠有效降低液體輸送的門控壓力閾值。利用磁場作為機械力，能夠在無需額外環(huán)境壓力驅(qū)動設(shè)備的條件下，對氣體和液體的釋放進行自驅(qū)動調(diào)節(jié)。研究團隊從理論和實驗上討論了磁彈性膜的彈性形變、系統(tǒng)界面設(shè)計和抗污行為以及氣液輸運的穩(wěn)定性，為實現(xiàn)氣體和液體釋放的主動調(diào)控提供了一種通用、簡便的方法。此外，結(jié)合快速、遠程無接觸操作的方式，該研究將在可視化氣/液混合物含量監(jiān)測、節(jié)能多相分離、遠程藥物控釋等應(yīng)用領(lǐng)域大有裨益。

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