氣液分離技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
氣液分離技術的實例教程
針對最近做的一個氣液分離器分離效率研究的課程，總結了一下，由于原始模型數據某種原因不能展示，此處建立了一個簡單模型旨在說明類似問題的解決方法。
選用MIXTURE模型實現多相流的模擬，此處也可以選用歐拉模型，計算量較MIXTURE大得多，結果會精確一些。穩態計算，轉動葉輪部分使用MRF實現，初始化一個液面高度，幾何模型如下所示：
入口處設置響應相的速度和體積百分數，上部出口主要流出氣體，側面出口主要流出液體，該分析旨在討論相應工況下（轉速，入口氣體體積百分數，出口位置，入口位置等）對氣體分離效率的影響，設置葉輪轉速。
劃分網格，分別劃分靜止區域網格和旋轉區域網格，通過MERGE將兩組網格組合起來，設置INTERFACE實現數據的傳遞。如下圖所示：
初始化一個液位高度，如下圖所示：
進行穩態計算，監測兩個出口和入口處氣體、液相的流入流出質量流量和相應體積百分數，帶到穩定后即可認為計算收斂，收斂后提取相應數據，通過分離效率公式即可以得出該設備在數值計算中的分離效率，通過數值分析可以很快低成本的優化裝置設備，提高分離效率。
展開 技術鄰最近開了一個 “二次開發”的討論帖，本次帖子和“二次開發”沾點邊，是三維建模和網格繪制的模塊化軟件——經過CAE工程師仿真和驗證后與軟件工程師一起開發出的模塊化軟件。
通過軟件可以得出JOU文件，通過JOU文件最終輸出網格至CFD軟件中進行計算，得到仿真結果。仿真結果是否滿足前期設置的要求，決定了零部件設計是否合格。
======================================
對象：會查看、分析Fluent仿真結果
范圍：經過實驗驗證的成熟零部件
====================================
下面以氣液分離器為例進行說明。
1、填好參數
2、設置文件存放位置
3、生成JOU文件
4、打開并運行JOU文件
5、生成的三維及邊界條件名稱，輸出mesh文件
6、Fluent打開mesh，采用只替換mesh，不替換case可以采用之前的所有設置。
最后計算得到分離效率為99.7%，大于原設置的99.5%，因此滿足設計要求。
至于邊界條件設置、DPM設置、分離效率計算以及仿真結果的二次開發則不在本帖范圍。
展開 近 200 位來自汽車、半導體、高科技、能源等行業的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創新實踐，充分展現了仿真技術的無限潛能。我們將陸續為大家分享獲獎佳作，帶您一同領略仿真賦能創新的非凡力量，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研究與應用實踐
作者： 葉祖樑 | 中興通訊股份有限公司 熱設計高級系統工程師
關鍵詞：氣液兩相流，Ansys Fluent，散熱器設計優化
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冷凝相變現象。綜合考慮軟件功能豐富性、模型自定義的可行性、以及學術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。
對六種不同蒸發流道的仿真結果顯示，優化方案對比無流道可提升蒸發量29%
熱管、VC等兩相散熱部件在各類電子產品中應用廣泛，是解決局部高熱流密度散熱問題的重要方案。兩相部件內傳熱傳質機理復雜，當前業界主要通過打樣實測的方式研究，缺乏有效的仿真正向設計方法。本研究梳理了兩相流仿真技術的情況，基于Ansys Fluent VOF+Lee模型的方法建立了正向設計能力，開展重力熱管、蒸發流道、3D散熱器的仿真實踐，仿真精度達到80%以上，指導了散熱器的設計優化，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展方向，為行業提供了參考。
挑戰/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，成為關鍵技術方案之一。
展開 段塞流捕捉器：段塞流會引起管道完整性問題和分離器的不穩定性問題，采用Level Set方法可以精確地捕捉管內流動界面特性。通過仿真模擬不同結構參數的段塞流捕捉器內部的氣液流動情況，找出最優的結構設計，評估段塞流捕捉器在不同工況下的性能，包括處理量、分離效率、壓力損失等，為實際應用提供理論依據。
溢洪道：LevelSet方法可分析泄洪消能過程中的水流狀態變化，由于算例幾何為單孔模型，沒有閘墩結構影響，所以水流相對平順，且沒有折沖現象。從仿真與實驗對比可見，通過VirtualFlow數值模擬結果與物理模型試驗值非常吻合。
油箱晃動：CFD仿真能夠模擬油箱內燃油在不同工況下的復雜動態行為，包括燃油的晃蕩、渦旋的形成與消散等，為油箱的設計提供直觀且精確的數據支持。利用VirtualFlow的LevelSet模型可以分析油箱結構對燃油晃動的影響，進而對油箱結構進行優化，如調整油箱的長寬比、深度、隔板設置等，以降低燃油晃動對飛機或汽車穩定性的影響。
展開 液體門控膜作為一種合理設計的液基自適應材料，與傳統膜材料相比具有抗污染和節能的優勢，為智能材料發展創造了嶄新的機會，在能源、生物醫學、環境治理、航空航天等領域具有廣泛而深遠的應用前景。2020年，世界權威化學組織國際純粹和應用化學聯合會（IUPAC）將“液體門控技術”評為該年度全球“化學領域十大新興技術”之一。近年來，基于液體門控技術開發的智能膜系統吸引了越來越多的關注，各種環境驅動的系統已經被構建，但自驅動的液體門控系統尚未實現，這對于實際應用中的小型化和便攜式器件集成具有重要意義。
近期，廈門大學侯旭教授團隊基于液體門控技術開發了一種新型的自驅動磁彈性液體門控膜系統，在外加磁場作用下發生彎月形的形變，實現了氣體輸運的可控開/關，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，能夠在無需額外環境壓力驅動設備的條件下，對氣體和液體的釋放進行自驅動調節。
研究團隊從理論和實驗上討論了磁彈性膜的彈性形變、系統界面設計和抗污行為以及氣液輸運的穩定性，為實現氣體和液體釋放的主動調控提供了一種通用、簡便的方法。此外，結合快速、遠程無接觸操作的方式，該研究將在可視化氣/液混合物含量監測、節能多相分離、遠程藥物控釋等應用領域大有裨益。
展開 
氣液分離技術的相關專題、標簽、搜索
氣液分離技術的最新內容
“Ansys 2025 全球仿真大會”
仿真應用大賽優秀作品展示
本屆仿真應用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導體、高科技、能源等行業的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創新實踐，充分展現了仿真技術的無限潛能。我們將陸續為大家分享獲獎佳作，帶您一同領略仿真賦能創新的非凡力量
摘要：本文主要是針對VirtualFlow軟件中的LevelSet方法進行介紹，側重于軟件中LevelSet方法的特色及設置參數的背后原理，通過實驗對比說明該模型的仿真精度，最后對該模型的應用場景案例進行介紹。
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，相關的不同與優劣，在本公眾號的文章《LMFD應用
對于較高功率容量(5～10 kW以上)和長傳熱距離(>10 m)的航天器，兩相泵驅流體回路熱控技術更適
用
．但是，目前對在軌微重力情況下的相變傳熱機理及相關關鍵技術(例如氣液分離技術、運行穩定性等)的研究還不成熟，雖然已有成功應用兩相泵驅流體回路技術的航天器在軌，但是尚無成功將其應用于衛星平臺的先
例
．
液體門控膜作為一種合理設計的液基自適應材料，與傳統膜材料相比具有抗污染和節能的優勢，為智能材料發展創造了嶄新的機會，在能源、生物醫學、環境治理、航空航天等領域具有廣泛而深遠的應用前景。2020年，世界權威化學組織國際純粹和應用化學聯合會（IUPAC）將“液體門控技術”評為該年度全球“化學領域十大新興技術”之一。近年來，基于液體門控技術開發的智能膜系統吸引了越來越多的關注
技術鄰最近開了一個 “二次開發”的討論帖，本次帖子和“二次開發”沾點邊，是三維建模和網格繪制的模塊化軟件——經過CAE工程師仿真和驗證后與軟件工程師一起開發出的模塊化軟件。
通過軟件可以得出JOU文件，通過JOU文件最終輸出網格至CFD軟件中進行計算，得到仿真結果。仿真結果是否滿足前期設置的要求，決定了零部件設計是否合格。
========================
針對最近做的一個氣液分離器分離效率研究的課程，總結了一下，由于原始模型數據某種原因不能展示，此處建立了一個簡單模型旨在說明類似問題的解決方法。
選用MIXTURE模型實現多相流的模擬，此處也可以選用歐拉模型，計算量較MIXTURE大得多，結果會精確一些。穩態計算，轉動葉輪部分使用MRF實現，初始化一個液面高度，幾何模型如下所示：
入口處設置響應相的速度和體積百分數，上部出口主要流出氣體
