霧化仿真的案例
CFDPro霧化仿真 | 專為霧化過程與液滴屬性研究設(shè)計的仿真模塊
霧化是一種將液體轉(zhuǎn)化為微小液滴的技術(shù)，通過不同的霧化方法實現(xiàn)液體的高效分散、蒸發(fā)、燃燒、吸附或沉積等目的。
霧化仿真在多個工業(yè)領(lǐng)域中具有極其重要的地位。無論是內(nèi)燃機中燃油的高效燃燒，還是化工生產(chǎn)中的噴霧干燥，以及農(nóng)業(yè)噴霧中農(nóng)藥的均勻分布，霧化效果的好壞直接影響著產(chǎn)品的性能和效率。這些重點領(lǐng)域涵蓋了能源、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)保及多個工業(yè)制造分支，都依賴霧化仿真技術(shù)解決關(guān)鍵霧化性能問題。
燃燒工程：霧化仿真在內(nèi)燃機、燃氣輪機、火箭發(fā)動機等燃燒工程中扮演關(guān)鍵角色，用于優(yōu)化燃油噴射系統(tǒng)，提高燃燒效率，減少污染物排放。
醫(yī)藥健康： 應(yīng)用于吸入式藥物遞送設(shè)備和霧化治療裝置的設(shè)計，確保藥物微粒達到適宜的粒徑范圍，以實現(xiàn)有效的肺部遞送或病灶靶向治療。
農(nóng)業(yè)噴灑：在精準農(nóng)業(yè)中，霧化仿真助力改進農(nóng)藥噴霧器性能，平衡覆蓋效果與減少藥液飄失，提升農(nóng)藥利用效率并降低環(huán)境污染。
環(huán)保技術(shù)：用于空氣凈化、消毒殺菌設(shè)備的霧化系統(tǒng)設(shè)計，確保凈化劑或消毒劑以適宜的霧滴尺寸均勻分布，實現(xiàn)高效凈化或消毒效果。
工業(yè)制造：在冶金、涂料、印刷等行業(yè)中，霧化仿真對金屬熔液霧化、油漆噴涂、墨水噴印等工藝進行優(yōu)化，提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
專業(yè)的霧化模擬仿真模塊
SprayPro是積鼎科技自主研發(fā)的一款專注于霧化過程與液滴屬性研究的專業(yè)模擬模塊。該模塊能夠模擬直噴式、旋流式等多種噴嘴的初次與二次霧化過程，模塊內(nèi)置的高精度算法與后處理程序，確保用戶獲取到接近真實的霧化數(shù)據(jù)，為深入理解霧化機理、有效指導(dǎo)噴嘴選擇與優(yōu)化，系統(tǒng)性構(gòu)建霧化數(shù)據(jù)庫等提供堅實基礎(chǔ)。
● SprayPro功能特點
01 高精度霧化仿真
· 采用Level Set距離函數(shù)法來追蹤氣液相界面，相比傳統(tǒng)VOF法，氣液相界面更尖銳，有利于精準捕捉霧化液滴。
展開 高保真CFD霧化仿真：助力設(shè)備研發(fā)降本增效
在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展進程中，霧化技術(shù)作為一項基礎(chǔ)且關(guān)鍵的技術(shù)，在眾多領(lǐng)域都有著不可或缺的應(yīng)用。從能源動力到醫(yī)療健康，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到工業(yè)制造，霧化效果的優(yōu)劣，直接決定了產(chǎn)品性能、生產(chǎn)效率，甚至關(guān)乎環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展。而在探索和優(yōu)化霧化效果的征程中，霧化仿真扮演著極為重要的角色，通過剖析霧化過程中的每一個細節(jié)，為工業(yè)創(chuàng)新與升級提供了強大的技術(shù)支撐。
一、為什么霧化仿真如此重要？
1. 優(yōu)化設(shè)計，降本增效
在傳統(tǒng)的霧化設(shè)備研發(fā)過程中，工程師們往往需要經(jīng)過大量的物理實驗來測試和改進設(shè)計，這個過程不僅耗時費力，而且成本高昂。而霧化仿真借助CFD技術(shù)，能夠在虛擬環(huán)境中對各種設(shè)計方案進行模擬分析，提前預(yù)測霧化效果。通過改變噴嘴形狀、尺寸、噴射壓力等參數(shù)，快速得到不同方案下的液滴粒徑分布、速度場、濃度場等詳細信息，從而篩選出最優(yōu)設(shè)計方案，大大縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。
例如，在汽車發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的設(shè)計中，通過霧化仿真優(yōu)化噴油嘴設(shè)計，可使燃油霧化更充分，燃燒效率提高，進而降低油耗和尾氣排放。
2. 深入理解霧化機理，突破技術(shù)瓶頸
霧化過程涉及到復(fù)雜的氣液兩相流、湍流、界面相互作用等物理現(xiàn)象，僅僅依靠實驗觀察很難全面深入地理解其內(nèi)在機理。霧化仿真則為我們打開了一扇微觀世界的大門，通過數(shù)值模擬，能夠清晰地展示霧化過程中每一個瞬間的物理變化，幫助研究人員揭示霧化機理，發(fā)現(xiàn)潛在的技術(shù)問題和改進方向。
以航空發(fā)動機燃燒室中的燃油霧化為例，仿真可以精確分析高溫、高壓、高速氣流等極端條件下燃油的霧化特性，為提高燃燒效率、減少污染物排放提供理論依據(jù)，助力突破航空發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。
3. 保障產(chǎn)品質(zhì)量與性能一致性
在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中，確保每一個產(chǎn)品的霧化效果一致是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。
展開 積鼎科技攜手濰柴動力的噴嘴霧化模擬項目榮獲2024年數(shù)字仿真卓越應(yīng)用獎
<p>近日，積鼎科技攜手濰柴動力股份有限公司（以下簡稱“濰柴動力”），憑借創(chuàng)新的噴嘴霧化一體化模擬仿真項目，其成果價值贏得了行業(yè)專家的一致認可，成功榮獲2024年度數(shù)字仿真科技獎卓越應(yīng)用獎。濰柴動力作為中國內(nèi)燃機行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，在動力系統(tǒng)、商用車、農(nóng)業(yè)裝備及智慧物流等領(lǐng)域具有廣泛的影響力。此次與積鼎科技的深度合作，不僅是對其技術(shù)創(chuàng)新能力的一次驗證，也是雙方在推動行業(yè)技術(shù)進步、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標上的重要里程碑。</p><p><img src="https://img.xiumi.us/xmi/ua/4CwTl/i/dfb2f303fdb34fa652b454e73e66d107-sz_324543.jpeg"></p><p>利用CFD手段研究重卡尾氣后處理系統(tǒng)中的霧化噴嘴，對于提高噴嘴的設(shè)計水平、優(yōu)化尾氣處理效果以及推動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。通常霧化噴嘴流體仿真涉及到多個技術(shù)難點，包括模型準確性、多相流模擬的復(fù)雜性、實驗數(shù)據(jù)的缺乏、參數(shù)敏感性等。主流商軟中有專門的VOF to DPM模型，但是該模型計算量巨大，并且破碎機理很難把控，模型精確度調(diào)試十分困難，實際應(yīng)用性不強。積鼎科技與濰柴動力團隊通過深入研發(fā)，基于自主研發(fā)的CFD軟件VirtualFlow，成功開發(fā)了工程霧化模型及其內(nèi)流場仿真銜接模塊，實現(xiàn)了噴嘴霧化仿真全流程的打通，打破了傳統(tǒng)模型之間的壁壘，達到了比VOF to DPM模型更為精準且高效的仿真效果，從而提高噴嘴設(shè)計水平，優(yōu)化尾氣處理效果，推動相關(guān)技術(shù)發(fā)展。</p><p><br></p><p><strong>項目亮點</strong></p><ul><li><strong>自主可控高精度工程霧化模型開發(fā)。</strong>與主流商軟中的VOF to DPM模型相比，本項目開發(fā)的模型在預(yù)測精度和計算效率上均有顯著提升。
展開 FLUENT噴嘴射流霧化過程仿真
射流霧化ANSYS
CFD仿真應(yīng)用
01
ANSYS CFD 霧化仿真應(yīng)用
單個液滴破碎過程CFD仿真（袋破裂模式）
? HP噴嘴噴霧的仿真與測量結(jié)果對比
德爾福·汽車系統(tǒng)工程師使用ANSYS Fluent準確描述噴嘴流動力學(xué)和破碎過程特征。通過ANSYS CFD仿真讓工程師能夠更好的理解噴嘴內(nèi)部幾何參數(shù)相互復(fù)雜作用，實現(xiàn)從參數(shù)化優(yōu)化過程到基于知識優(yōu)化過程的過渡，實現(xiàn)開發(fā)出更好的產(chǎn)品目標。
應(yīng)用場景-“發(fā)動機噴嘴軸向射流”
發(fā)動機燃燒室（Turbojet Augmentor
Sections and Ramjet and Scramjet Combustors）壁面安置噴嘴，液體燃料從噴嘴射流混入橫向流動的空氣中，液體燃料霧化情況直接決定了其燃燒效率；研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的噴嘴射流效果，對優(yōu)化和開發(fā)新型噴嘴結(jié)構(gòu)以及提高發(fā)動機性能有重要的現(xiàn)實意義；
噴嘴霧化性能試驗面臨周期長、成本高等問題，新型噴嘴產(chǎn)品更新?lián)Q代速度慢，難以適應(yīng)高速發(fā)展的市場需求。
射流霧化ANSYS CFD仿真機理
02
“射流噴霧”過程中會同時發(fā)生初級和次級破碎現(xiàn)象；初級破碎指液體射流發(fā)生變形并形成大系帶的現(xiàn)象。接著在次級破碎過程中，系帶會進一步破碎成液滴。
展開 
#403/409FLUENT案例-扇形噴嘴霧化場仿真
#403/409FLUENT案例-扇形噴嘴霧化場仿真
使用軟件版本
Workbench2020R1-SCDM（邊界標定）-ICEM（結(jié)構(gòu)網(wǎng)格制作）-FLUENT（仿真）
FLUENT經(jīng)典案例#403-扇形噴頭的霧化模擬
01
仿真基本工況
如下圖所示的噴嘴向空氣中噴水并霧化。假定條件為：水入射速度10m/s，流量0.2kg/s。模擬區(qū)域內(nèi)的霧滴分布。
上圖為流場域整體模型
上圖為噴嘴模型
02
網(wǎng)格情況
使用ICEM制作純六面體網(wǎng)格，具體網(wǎng)格和質(zhì)量檢測如下（分別為基礎(chǔ)網(wǎng)格質(zhì)量和正交質(zhì)量檢測結(jié)果）。
上圖為正交質(zhì)量檢測結(jié)果（與FLUENT中質(zhì)量檢測的標準一致）。
展開 積鼎 VirtualFlow 案例｜高精度工程霧化模型，優(yōu)化離心旋流噴嘴霧化效果
目前的測試手段，主要是測量噴嘴下方一定位置處的顆粒粒徑大小和分布，通過試驗測量值與仿真值對比來驗證仿真的準確性，從而保證后續(xù)尿素顆粒在后處理系統(tǒng)的分布及蒸發(fā)仿真的準確性。
解決方案及優(yōu)勢
通過流體仿真軟件VirtualFlow所特有的LevelSet模型求解離心噴嘴的內(nèi)錐角、流速和流量，將得出的內(nèi)錐角和流速作為工程霧化模型的輸入，將得到與實驗相符的霧化輸入?yún)?shù)，再用該仿真霧化的參數(shù)作為后處理整體仿真的輸入，從而解決因霧化不準確導(dǎo)致的后處理仿真難題。
首先，通過VirtualFlow進行旋流離心噴嘴內(nèi)流場仿真，得到噴霧錐角、流量、流速等數(shù)據(jù)。湍流模型采用k-e模型，界面捕捉模型采用VirtualFlow優(yōu)化后的LevelSet模型，進口邊界采用壓力進口邊界進行仿真計算。
從仿真的動畫可以看出，四個入口的液體通過旋流噴嘴后，在噴嘴處形成倒錐角的空心錐，這是旋流離心噴嘴的特點。
最終仿真的噴嘴內(nèi)流場結(jié)果與真實實驗結(jié)果吻合度很高，離心噴嘴的噴口處出空心錐的錐角為30度，該仿真結(jié)果與實驗結(jié)果相符。
將內(nèi)流場仿真的錐角、流速等相關(guān)參數(shù)通過后處理軟件提取之后，輸入到PDM仿真模塊中，通過自研的工程霧化模型進行霧化仿真。其中一次霧化模型采用Rosin-Rammler模型，二次霧化模型采用KHRT模型。
顆粒分布云圖
噴嘴下方50mm處的粒徑分布統(tǒng)計
對比噴嘴下方50mm處仿真值與實驗值的平均粒徑。在噴嘴下方50mm處的平均粒徑為56um，與實驗值（58um）吻合的很好，相差10%以內(nèi)，驗證了模型的正確性。可見該仿真過程能指導(dǎo)客戶對離心霧化噴嘴進行優(yōu)化，以及為后續(xù)的尾氣后處理箱的計算仿真提供輸入條件。
展開 fluent螺旋噴嘴霧化仿真
Fluent采用vof to dpm的螺旋噴嘴霧化過程模擬，有效解決了單獨采用vof計算無法統(tǒng)計破碎液嫡粒度問題和單獨采用DPM計算，不能根據(jù)實際噴嘴形狀進行計算問題，有效的將一次霧化與二次霧化聯(lián)合在一起，。
Fluent扇形噴嘴/螺旋噴嘴霧化仿真
Fluent采用vof to dpm的扇形噴嘴/螺旋噴嘴霧化過程模擬，有效解決了單獨采用vof計算無法統(tǒng)計破碎液嫡粒度問題和單獨采用DPM計算，不能根據(jù)實際噴嘴形狀進行計算問題，有效的將一次霧化與二次霧化聯(lián)合在一起，有興趣的可以私聊。
噴嘴霧化仿真，fluent的DPM方法，從幾何模型到網(wǎng)格劃分到fluent計算的全部文件 ￥30
噴嘴霧化仿真，fluent的DPM方法，從幾何模型到網(wǎng)格劃分到fluent計算的全部文件
Ansys航發(fā)及燃機行業(yè)解決方案
- FBO工況是涉及大變形、材料非線性以及接觸非線性的強非線性
瞬態(tài)動力學(xué)問題，給有限元仿真帶來了極大的挑戰(zhàn)。
Ansys仿真工具
‐ Ansys LS-DYNA
客戶價值
‐ Ansys LS-DYNA能夠提供豐富的本構(gòu)模型用于FBO仿真，同時考慮應(yīng)變率的對高速碰撞的影響，并行計算效率極高。
飛行結(jié)冰仿真
工程挑戰(zhàn)
‐ 積冰可能堵塞發(fā)動機進氣道、內(nèi)涵道，增加壓力損失；如果吸入內(nèi)部，會破壞發(fā)動機部件，導(dǎo)致推力損失、熄火和瞬態(tài)性能的下降；
Ansys解決方案
‐ Ansys(Fensap & Fluent Icing)結(jié)冰將結(jié)冰涉及的流場氣動、水撞擊、結(jié)冰、除冰熱傳導(dǎo)載荷計算通過圖形化界面無縫地連接到一起，整個過程使用一套網(wǎng)格，且沒有任何經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式的介入，保證了求解的精度。
客戶價值
‐ 采用Ansys結(jié)冰分析，可以大幅提升公司結(jié)冰仿真模擬的能力，減少費用高昂的冰風(fēng)洞試驗次數(shù)，縮短研制周期，從而增加公司在同行業(yè)中的競爭力。
航空發(fā)動機飛行結(jié)冰
輸入條件
- 噴氣發(fā)動機、飛行條件（p=64463.341Pa, v=110m/s, T=256K）、結(jié)冰條件(MVD=20, LWC=1g/m3)
仿真流程圖
仿真輸出
- 噴氣發(fā)動機在不同飛行結(jié)冰條件下的水收集系數(shù)分布、空間液態(tài)水含量分布、結(jié)冰增長率和積冰冰形等。
燃燒室高保真仿真技術(shù)
Ansys燃燒及反應(yīng)流仿真工具
FLUENT燃燒室 VOF-to-DPM仿真及數(shù)據(jù)壓縮
面臨挑戰(zhàn)
‐ 航空發(fā)動機的噴嘴燃油霧化仿真對燃燒仿真影響巨大。
展開 國產(chǎn)流體仿真技術(shù)為中國航空推進技術(shù)大會添彩
積鼎科技攜航空發(fā)動機流體仿真解決方案精彩亮相，憑借在霧化燃燒、壓氣機多工況模擬、流固熱耦合、機械潤滑等核心領(lǐng)域的技術(shù)突破與實踐成果，吸引了眾多航發(fā)領(lǐng)域核心用戶的關(guān)注。
航空發(fā)動機被譽為 “工業(yè)皇冠上的明珠”，其內(nèi)部涉及燃燒、傳熱、氣動等復(fù)雜且耦合的物理過程，對設(shè)計精度、性能穩(wěn)定性及可靠性有著極致要求。傳統(tǒng)依賴實體試驗的研發(fā)模式，不僅成本高昂、周期漫長，還難以深入洞察發(fā)動機內(nèi)部流場細節(jié)，制約了技術(shù)創(chuàng)新效率。積鼎科技深耕CFD領(lǐng)域多年，自主研發(fā)的流體仿真軟件VirtualFlow和CFDPro，為航發(fā)研發(fā)提供從設(shè)計優(yōu)化、性能驗證到故障預(yù)判的全面技術(shù)支撐。
大涵道比民用航發(fā)
聚焦燃燒室痛點，高精度霧化燃燒仿真引領(lǐng)技術(shù)突破
燃燒室作為航空發(fā)動機的 “心臟”，其霧化燃燒效率直接決定發(fā)動機的推力、燃油經(jīng)濟性與排放水平。積鼎科技針對燃燒室研發(fā)中的霧化效果差、燃燒不穩(wěn)定、壁溫控制難等痛點，打造了高精度、全流程的霧化燃燒仿真解決方案。
編輯
跳轉(zhuǎn)
高精度橫風(fēng)霧化
VirtualFlow 軟件融合了多種先進數(shù)值方法，實現(xiàn)了從噴嘴內(nèi)流場到燃燒室內(nèi)點火、燃燒全過程的精準模擬。通過 Level-Set 界面捕捉方法，可清晰追蹤噴嘴內(nèi)流場與初次霧化過程，結(jié)合水平集輸運方程，精準計算界面法向量與曲率，為霧化模型提供高保真初始參數(shù)；在工程應(yīng)用中，軟件支持基于 Lagrange 方法的顆粒包模型，涵蓋直射式霧化（WAVE、KHRT 模型）與離心式霧化（RR/LISA、KHRT 模型）等多種構(gòu)型，可根據(jù)不同噴嘴類型（直射式吸嘴、離心式切向槽式 / 漩渦室式噴嘴）靈活選擇，滿足主燃燒室與加力燃燒室的多樣化仿真需求。
展開 
Fluent VOF to DPM完整霧化模型 ￥3
噴霧過程是一個復(fù)雜的過程，連續(xù)相液體受到擾動后，界面變得不穩(wěn)定，會首先破碎成液帶以及大液滴，最后再進一步破碎成小液滴，最終實現(xiàn)霧化。
而想要通過CFD仿真來完成整個霧化過程，非常困難，且計算量巨大。因為在連續(xù)相液體變成霧滴之前，我們可以用網(wǎng)格來捕捉液體界面，這就是VOF方法；而霧化后，會形成大量的微小粒徑的霧滴，這些霧滴粒徑非常小，甚至達到微米級別，我們不能用更小尺寸的網(wǎng)格來捕捉霧滴，即使能捕捉，也需要巨大的網(wǎng)格量才可以，所以只能利用DPM離散相模型來表述霧滴。這樣霧化過程仿真就要通過兩種方法VOF+DPM來實現(xiàn)，在以前這兩種方法是割裂開來的，F(xiàn)luent19.0版本，增加了一個轉(zhuǎn)換模型，使我們可以完整的實現(xiàn)霧化全過程模擬，得到如下圖所示的效果：
VOF to DPM完整霧化圖
展開 技術(shù)鄰周報 第3期
/college/video/c17193
10、RP Fiber Power 如何有效地追蹤數(shù)值問題
作者：墨光科技
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1799459
11、Ansys接觸模型細講
作者：芷行說
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1799460
12、怎樣理解材料力學(xué)中的強度和剛度
作者：有限元科技_
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1799585
13、ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模
作者：杭上
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1799724
14、深挖APDL傳奇功能，給仿真工程師一個“反悔”的選擇
作者：安世亞太
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1799832
15、FLUENT案例-扇形噴嘴霧化場仿真
作者：仿真助手
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1799730
16、DEFORM邊界條件之：熱邊界條件(Thermal Boundary Conditions)
作者：工科小學(xué)生
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1799995
17、經(jīng)驗分享 | 千萬別踩論文答辯的這些“雷”！
展開 1+8+8 第三屆中國仿真技術(shù)產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨成都（溫江）數(shù)字化創(chuàng)新峰會圓滿舉辦
第二場是工業(yè)仿真軟件：新時代、新發(fā)展、新風(fēng)口，由中國科學(xué)院力學(xué)研究所流固耦合系統(tǒng)力學(xué)重點實驗室高級工程師馮春主持，北京機電工程研究所研究員陳建江、鴻之微科技（上海）股份有限公司副總經(jīng)理李希茂，中國長安汽車集團CAE仿真總監(jiān)徐章祿，中國飛機強度研究所起降動力學(xué)學(xué)科帶頭人劉沖沖，深圳市達晨財智創(chuàng)業(yè)投資管理有限公司業(yè)務(wù)合伙人/董事、總經(jīng)理楊鵬等參與討論，從新時代的機遇，到國際一流團隊的打造，以及重點行業(yè)的實踐，特別是資本市場的運籌帷幄，焦點熾熱，亮點頻頻，讓與會者撥開迷霧、看見未來。
工業(yè)仿真軟件研發(fā)、應(yīng)用與開源共享分論壇，分論壇主席是青島數(shù)智船海科技有限公司總經(jīng)理唐濱，報告有：北京機電工程研究所研究員陳建江“工業(yè)仿真軟件研發(fā)應(yīng)用思考與實踐”，青島數(shù)智船海科技有限公司總經(jīng)理唐濱“基于開源構(gòu)建中國自主工業(yè)軟件新生態(tài)”，北京格銳德科技有限公司總經(jīng)理劉程偉“自主前后處理在工業(yè)仿真中的應(yīng)用價值”，鴻之微科技（上海）股份有限公司副總經(jīng)理李希茂“多尺度仿真技術(shù)與國產(chǎn)軟件加速研發(fā)與創(chuàng)新”，長三角先進材料研究院高級研發(fā)主管陳秋任“基于B/S架構(gòu)和AI算法的國產(chǎn)通用疲勞壽命分析軟件”，上海博覽達信息科技有限公司總監(jiān)焦曉娟“結(jié)構(gòu)動態(tài)復(fù)雜受力的仿真方法探討”，航空工業(yè)金航數(shù)碼科技有限責(zé)任公司系統(tǒng)工程部高級業(yè)務(wù)顧問門曉蘇“金航數(shù)碼系統(tǒng)工程實踐及SysFamily工具體系”，西北工業(yè)大學(xué)動力與能源學(xué)院教授、西安市工業(yè)軟件工程技術(shù)研究中心董素艷“空天動力霧化仿真及工業(yè)軟件研發(fā)”，蘇州同元軟控信息技術(shù)有限公司副總經(jīng)理陳路“模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動的裝備數(shù)字化及實踐”， 上海數(shù)巧信息科技有限公司高級技術(shù)專家胡洋“數(shù)巧國產(chǎn)云化CAE實踐與創(chuàng)新”等。
展開 CFD仿真模擬為工業(yè)安全護航
采用CFDPro進行計算，仿真結(jié)果如圖10：
圖10 兩相冷凝相變水錘CFDPro模擬結(jié)果
由圖10可以看到，蒸汽以一定速度從左側(cè)豎直管經(jīng)過彎管流入充滿一定液體的水平管中，液面在剪力與表面張力作用下慢慢從波浪狀成長為充滿整個管徑的段塞狀。在段塞流不斷接近管道盡頭的過程中，冷凝現(xiàn)象也在時刻發(fā)生著，最終在盡頭全部冷凝結(jié)束，段塞流在管道盡頭驟停，產(chǎn)生壓力沖擊波，也就是水錘現(xiàn)象。
下圖為High3和Low4兩種工況下管道底蓋處的壓力探測點PCB4的實驗結(jié)果和仿真結(jié)果，可以看出模擬結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合。
圖11 壓力探點歷時曲線對比（上：實驗結(jié)果，下：仿真結(jié)果）
（左：High3工況，右：Low4工況）
圖12為冷凝引起的壓力波形成、傳播和衰減的過程對比，可以看出CFDPro仿真結(jié)果如實的還原了實驗中觀測到的壓力波形式，峰值對應(yīng)的時間節(jié)點也基本一致。
圖12 Low4工況下壓力沖擊和衰減曲線對比
（左: 實驗結(jié)果，右: CFDPro模擬結(jié)果）
CFDPro為上海積鼎信息科技有限公司自主開發(fā)的行業(yè)專用流體仿真軟件，具有獨特的Level Set界面追蹤方法、領(lǐng)先的湍流模型、豐富的相變模型，配置燃燒模型和反應(yīng)機理接口，更加適用于工程計算模擬，提供了面向國防軍工的流體仿真解決方案，可用于航空航天、海洋船舶、兵器等領(lǐng)域流體仿真分析。
針對霧化過程與液滴屬性仿真計算，CFDPro可分析不同噴嘴對應(yīng)的初次霧化和二次霧化過程，結(jié)合自主開發(fā)霧化后處理程序，可獲得高保真霧化數(shù)據(jù)，幫助客戶理解霧化機理，建立霧化數(shù)據(jù)庫。
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