噴霧模擬的案例
使用LES模型和RANS模型對噴霧進行模擬對比
柴油機或缸內直噴汽油機中，噴油器的噴霧特性優劣對發動機的燃燒和排放具有關鍵作用。發動機內的噴霧是噴射、油束擴展、油氣混合、破碎、蒸發、碰壁等過程的綜合與疊加，由于噴霧模擬涉及噴霧破碎、氣液動量交換、湍流擴散、液滴蒸發、液滴碰撞和噴霧碰壁等子模型，噴霧模擬一直是難題，特別是缸內氣體的宏觀流動和湍流脈動對噴霧具有強烈影響，模擬時湍流模型的選擇往往對結果有較大影響。
迄今為止，進行噴霧標定或噴霧燃燒時大多使用雷諾平均（RANS）湍流模型。近年來隨著計算機的發展，流體運動仿真逐漸使用大渦模擬（LES）和直接數值模擬(DNS)。目前條件下，DNS計算成本太過高昂，只能局限于低雷諾數及簡單邊界條件，故大渦模擬成為目前湍流理論和應用研究的熱點。
大 渦 模 擬
大渦模擬方法由氣象學家Smagorinsky在1963年提出，當時用于全球天氣預報研究。大渦模擬的基本思想：對湍流中不同尺度的渦進行過濾（使用數學濾波函數，將渦分為大尺度結構和小尺度結構）。
大尺度的渦對平均流動影響較大，各種變量的湍流擴散、熱量、質量和能量的交換以及雷諾應力的產生都是通過大尺度的渦來實現的；小尺度的渦由粘性力產生，主要對耗散起作用，通過耗散脈動影響各種變量。
大尺度結構在流場中占據主導地位，屬于可解尺度量，可被計算網格分辨出來，因而可直接通過求解瞬時三維湍流方程組獲得真實結構狀態；小尺度渦無法直接求解，需要將其通過引入附加應力項來表現其對大尺度渦運動的影響，這樣的模型叫亞格子尺度模型，引入的應力稱為亞格子尺度應力。
展開 湍流-化學作用的噴霧燃燒模擬 | 基于OpenFOAM的FGM模型實現與分析
計算采用的網格為沿著噴霧流經區域局部細化的非均勻3D網格（圖 1），以定義定容燃燒彈的計算域，每側尺寸為108mm。時間步長固定為5E-7s，模擬結束時間設定為1.5 ms，此時火焰已形成準穩態結構。湍流和噴霧子模型的細節總結在表 2中。
圖 1 (a) 計算網格 (0.25mm) ；(b) 局部放大
表 2 模擬中運用的相關子模型
3、模擬結果
3.1 無反應噴霧案例的驗證
拉格朗日顆粒追蹤法(LPT) 因實現難度較小，計算量相對較小而被廣泛應用于高壓噴霧模擬。然而，很多報告指出歐拉-拉格朗日的噴霧模擬計算的精度與網格大小密切相關。為了保證網格的獨立性，本研究采用了5種網格，網格尺寸為0.125mm、0.25mm、0.5mm、1mm和2 mm，網格量分別為9081414、1444631、321376、172962和157464。這5種網格數量是通過五個不同水平的局部細化得到的，全部基于2mm的基礎網格，以正確地解析流動細節。圖1給出了網格劃分(0.25 mm)，顯示了細化和局部細節。從圖中可以看出，更細的網格可以預測更長的液相貫穿距，最后兩種網格數量具有相似的性能，但在噴霧演化開始時只有很小的差異。氣相貫穿的行為類似。考慮到精度和效率，本文選擇了0.25 mm的網格。
圖 2 5種測試網格下計算所得噴霧液相(a)與氣相(b)的貫穿距
為了評估當前的湍流和噴霧模型設置，本文針對非反應sprayA基準工況（0％O2）, 基于液相和氣相貫穿距以及燃料質量分布的實驗數據進行了驗證。圖 2顯示了液相和氣相貫穿距隨注入開始時間(ASI)的模擬和實驗結果。
展開 三十四、Fluent液體噴霧蒸發模擬
概念
液體噴霧蒸發現象是生活中常見到的一種現象，廣泛應用于化工行業，對Fluent進行設置可模擬這類現象。
2. 模型描述
本案例模擬甲醇在鼓風霧化器中的霧化，甲醇在被引入鼓風霧化器之前被冷卻到-10℃。霧化器中有一股環形旋轉的氣流。同時為了簡化模型，本模型使用了旋轉周期性網格，只畫了1/12即30°的模型。
3. 基本設置
3.1 導入網格：
使用Fluent軟件打開Chapter34.msh.gz網格文件，文件在本文末尾鏈接資源內。
3.2 修改模型尺寸
本案例模型尺寸保持默認即可，關于scale mesh詳細設置查看Chapter31 Fluent空化模型
3.3 求解器設置
基于壓力求解器，穩態設置
4. 設置計算模型
4.1 能量方程
打開能量方程
4.2 湍流模型設置
4.3 組分輸運模型
打開組分輸運模型，將mixture material更改為methyl-alcohol-air（甲醇空氣混合物）
注：默認情況下這里的材料為mixture-template，想要出現methyl-alcohol-air需要在material面板下進行設置。設置好后此處才可選擇methyl-alcohol-air
5. 材料設置
5.1 添加methyl-alcohol-air材料
Materials-Mixture
在Materials下，單擊Mixture...
展開 CFdesign在噴霧嘴分析與模擬中的應用
資料地址：http://www.sheenray.com/jswz-37.pdf
資料來源：http://www.sheenray.com/zlxz.html
噴霧冷卻模擬
技術鄰處女貼：
計算目的：通過對霧化噴嘴的模擬，使大家了解其計算方法與過程設置；
1、幾何模型及網格劃分，扇形霧化噴嘴，噴嘴距離鋼板剛度為80mm；鋼板幾何尺寸為80*80*2
2、求解過程及設置
1）組分輸運過程計算，采用不可壓縮理想氣體得到噴嘴的流量
2）霧化場計算，采用DPM模型，選擇空氣輔助噴嘴模型、顆粒碰撞、破碎模型；
3）鋼板霧化冷卻計算，添加歐拉film模型；
鋼板表面邊界條件設置
3、計算結果展示：
a） 霧化場分布
b） 鋼板表面水蒸氣分布
c） 鋼板表面溫度分布
d) 鋼板冷卻速度：通過瞬態的計算分析，從前三秒來看霧化噴嘴對鋼板滯止點的溫度冷卻速度約為15K/s；
展開 多相流模型|DPM01基礎知識
DPM模型的應用
以下是DPM模型常見的應用場景：
噴霧模擬：比如噴霧干燥和噴漆、噴油器特性；
顆粒追蹤：追蹤流動中顆粒的運動，例如沉積物運移、芯片中微管道顆粒運動，污染物擴散或者粉塵擴散等。
燃燒模擬：對燃料固體顆粒或者油滴建模。
Stokes數
Stokes數是流體力學中描述顆粒與流體相互作用的核心參數，其定義為顆粒弛豫時間與流體特征時間的比值：
中為顆粒弛豫時間（反映顆粒速度衰減至流體速度所需時間），
為流體特征時間（與流動的時空尺度相關），與系統的特征長度及特征速度有關，.
當遠小于1時，顆粒可以緊跟著流體運動，此時，采用DPM、Mixture或歐拉都可以，取決于其他參數。
當大于1時，顆粒獨立于流體運動，DPM或者歐拉模型二選一。
當約等于1時，三種模型同樣都適用。
注意事項
DPM模型僅適用于低體積分數，當體積分數增大，則可以考慮DDPM（Dense Discrete Phase Model)- DPM模型可以跟許多燃燒模型共同使用
DPM、DDPM或群體分布模型（Populaiton balance Model）都可以計算顆粒的分布
展開 COMSOL Multiphysics電磁場與多物理場耦合仿真
案例二、電磁線圈優化（1）如何對特定的物理場進行優化（2）全局控制變量設定并啟動優化（3）snopt優化求解器使用方法
案例三、磁致伸縮原理的電磁超聲換能器優化（1）磁致伸縮材料線性和非線性介紹（2）電磁超聲換能控制方程講解，邊界條件設定（3）電容式麥克風中膜位移轉換電信號（4）后處理和圖形化顯示幫助
案例四、電磁致液體形變和破碎（1）磁流體洛倫茲力設置，流體兩相流水平集定義（2）靜電射流問題分析（3）靜電-層流水平集-稀物值傳遞多物理場耦合分析（4）相初始化-瞬態分析及求解器設置（5）噴霧模擬，泰勒錐
案例五、電磁閥（1）多匝線圈、磁芯、非磁導向機構及磁性柱塞構成的電磁柱塞建模（2）聯合磁場、移動網格接口全局常微分和微分代數方程構建模型（3）計算電磁力及柱塞位移
案例六、電纜電磁熱分析（1）三維電纜建模及模型網格剖分（2）電纜的感應效應分析（3）電纜的熱效應分析
案例七、超導（1）超導線分析（2）本構關系E-J傳導特性
案例八、同軸電纜瞬態分析（1）麥克斯韋方程組在時域仿真(2）觀察瞬態現象（3）模擬相對于電場或磁場的非線性材料（4）分析不同終端情況下的脈沖傳播（5）理想電導體和磁導體設置
案例九、靜電除塵（1）電暈模型簡化（2）電荷守恒方程和泊松方程求解電荷載流子的傳輸問題(3)流體流動顆粒跟蹤接口求解顆粒軌跡（4）計算顆粒收集效率隨顆粒半徑的變化情況（5）絕緣子靜電場模擬計算
案例十 課程拓展（1）課堂協助學員解決建模問題（2）創立微信解疑群，發送案例模型ppt（3）根據學員要求拓展講解光學、等離子體、激光、流體，等其他案例
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案例二、電磁線圈優化
（1）如何對特定的物理場進行優化
（2）全局控制變量設定并啟動優化
（3）snopt優化求解器使用方法
案例三、磁致伸縮原理的電磁超聲換能器優化
（1）磁致伸縮材料線性和非線性介紹
（2）電磁超聲換能控制方程講解，邊界條件設定
（3）電容式麥克風中膜位移轉換電信號
（4）后處理和圖形化顯示幫助
案例四、電磁致液體形變和破碎 （1）磁流體洛倫茲力設置，流體兩相流水平集定義
（2）靜電射流問題分析
（3）靜電-層流水平集-稀物值傳遞多物理場耦合分析
（4）相初始化-瞬態分析及求解器設置
（5）噴霧模擬，泰勒錐
案例五、電磁閥
（1）多匝線圈、磁芯、非磁導向機構及磁性柱塞構成的電磁柱塞建模
（2）聯合磁場、移動網格接口全局常微分和微分代數方程構建模型
（3）計算電磁力及柱塞位移
案例六、電纜電磁熱分析
（1）三維電纜建模及模型網格剖分
（2）電纜的感應效應分析
（3）電纜的熱效應分析
案例七、超導
超導線分析
本構關系E-J傳導特性
案例八、同軸電纜瞬態分析 麥克斯韋方程組在時域仿真
觀察瞬態現象
模擬相對于電場或磁場的非線性材料
分析不同終端情況下的脈沖傳播
理想電導體和磁導體設置
案例九、靜電除塵 電暈模型簡化
電荷守恒方程和泊松方程求解電荷載流子的傳輸問題
流體流動顆粒跟蹤接口求解顆粒軌跡
計算顆粒收集效率隨顆粒半徑的變化情況
絕緣子靜電場模擬計算
案例十 課程拓展 （1）課堂協助學員解決建模問題
（2）創立微信解疑群，發送案例模型ppt
（3）根據學員要求拓展講解光學、等離子體、激光、流體，等其他案例
COMSOL Multiphysics電磁場與多物理場耦合仿真專題線上培訓班.pdf
展開 【6月20-23日 北京】ICEM-CFD網格劃分與Fluent通用技術培訓
一、給方法解決以下關鍵問題
1、仿真分析結果主要在于經驗積累，12年以上工程應用專家帶你答疑解惑
2、有效掌握ICEM-CFD網格劃分與Fluent通用技術+實操模型訓練
3、所有實例緊緊圍ICEM-CFD網格劃分與Fluent通用技術及工程應用方法為核心目標，進行實操模擬訓練
二、23個實例模型貼近工程實戰操作
實例1：飛機模外流場計算區域創建及網格劃分
實例2：汽車排氣歧管內流域抽取及網格劃分
實例3：分塊六面體網格劃分技巧
實例4：四面體網格劃分技巧
實例5：汽車排氣歧管內流場計算
實例6：低速翼型啟動特性計算
實例07：導彈超聲速外流場計算
實例8：血管內非牛頓流體流動計算
實例09：圓柱繞流瞬態計算
實例10：固體傳熱計算
實例11：流體對流計算
實例12：自然對流計算
實例13：輻射換熱計算
實例14：重力驅動流計算
實例15：離心泵空化計算
實例16：管道沖蝕計算
實例17：霧化噴嘴噴霧模擬計算
實例18：氣體燃燒室仿真計算
實例19：化學氣相沉積過程計算
實例20：逃生艙運動軌跡計算
實例21：蝶閥運動模擬
實例22：穩態計算后處理
實例23：瞬態計算后處理
三、本質問題與差異化
1、工程案例積累：專注CAE仿真計算，有大量的工程案例
2、關注計算結果：把仿真分析結果運用到產品中是核心理念
3、師資與專屬權：7000+多學員反饋、提煉的精選內容與實例，形成版權課程體系
4、問題響應參與：自主師資與合伙人模式，可直接對接客戶問題，即時做出響應
5、效果保障措施：所有學員提供高配筆記本、模型、電子資料、操作軟件
四、專家團隊
團隊12年專注CAE技術工程應用方法，為客戶提供系統的產品質量提升和優化的技術方案，具備上百例的工程問題解決經驗，熟悉CAE技術應用過程中的難點與關鍵點
展開 AVL
例如：對每相的湍流模擬是獨立的，同時又考慮各相間湍流的交互作用。Star-CD的處理則不同，需要事先定義離散的相和連續的相，然后用簡化的方式計算離散相的湍流；
o在穴蝕模擬方面有豐富的經驗；
o上述所有功能都適用于非結構化多面體網格，移動網格，rezone和旋轉坐標
4.FIRE軟件所帶有的多個噴霧，燃燒模型適用范圍之廣，被認證的算例之多在同行是受到公認的。結合先進的多相流技術，FIRE不斷推出新的更準確的噴霧模擬技術，如將噴嘴內多相流計算與缸內噴射模擬結合起來。
手段高超的結果處理器
FIRE的后處理功能完備，簡單易用。除常有的工具外，還有“電影導演”， 能直接在界面上以電影形式演示三維瞬態分析結果，然后可存成通用movie文件格式，這是其它軟件所沒有的。用戶可充分發揮其創造性，做出的結果顯示圖既能科學地揭示所研究的現象和機理，亦能獲得高超的視覺效果。
一些典型應用方面的優勢
a.冷卻水套
用FIRE對該部件的模擬計算早已列入AVL發動機開發過程的常規計算。對水套的優化分析我們有一整套完備的know-how, 包括：
·如何分區生成網格以便于調整氣缸墊孔徑大小， 快速實現流量分布的優化；
·近壁網格層數的選取；
·軟件中還預設了針對水套的計算參數模板文件；
·在準確預測熱傳導方面，FIRE可與NASTRAN等結構分析軟件進行耦合計算，除有對流換熱模型，還考慮某些局部的沸騰換熱，以算出準確的傳熱和溫度場；
·FIRE 先進的多相流模塊使準確計算冷卻水灌注的瞬態過程成為可能，這類模擬分析有助于預測水套中殘存氣泡的部位，以修改結構排除局部過熱的隱患。
b.柴油機缸內噴霧燃燒
由于柴油機多采用螺旋式氣道，在能給出適當的初始渦流比，初始湍流條件的情況下對缸內流動燃燒分析往往可從進氣門關閉開始，這樣就可避免在計算模型中包含進氣道及氣門運動，大大簡化計算模型并縮短計算時間。
展開 快速提取內流場的兩種方法分享
但第二種方法在某些應用場合會更方便，如準備發動機三維燃燒模擬分析所需要的幾何模型時非常快捷，應用分離面的方法可快速的得到進排氣道、燃燒室和進排氣門等流體接觸到的表面。
作者簡介
何炫 熱力學研究工程師
從事發動機相關的CAE工作，四沖程發動機的噴霧燃燒模擬、二沖程發動機掃氣分析、水泵等旋轉機械的仿真與優化、缸體缸頭的熱固耦合分析等分析工作。
來源：SpaceClaim
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案例二、電磁線圈優化
（1）如何對特定的物理場進行優化
（2）全局控制變量設定并啟動優化
（3）snopt優化求解器使用方法
案例三、磁致伸縮原理的電磁超聲換能器優化
（1）磁致伸縮材料線性和非線性介紹
（2）電磁超聲換能控制方程講解，邊界條件設定
（3）電容式麥克風中膜位移轉換電信號
（4）后處理和圖形化顯示幫助
案例四、電磁致液體形變和破碎
（1）磁流體洛倫茲力設置，流體兩相流水平集定義
（2）靜電射流問題分析
（3）靜電-層流水平集-稀物值傳遞多物理場耦合分析
（4）相初始化-瞬態分析及求解器設置
（5）噴霧模擬，泰勒錐
案例五、電磁閥
（1）多匝線圈、磁芯、非磁導向機構及磁性柱塞構成的電磁柱塞建模
（2）聯合磁場、移動網格接口全局常微分和微分代數方程構建模型
（3）計算電磁力及柱塞位移
案例六、電纜電磁熱分析
（1）三維電纜建模及模型網格剖分
（2）電纜的感應效應分析
（3）電纜的熱效應分析
案例七、超導
超導線分析
本構關系E-J傳導特性
案例八、同軸電纜瞬態分析
麥克斯韋方程組在時域仿真
觀察瞬態現象
模擬相對于電場或磁場的非線性材料
分析不同終端情況下的脈沖傳播
理想電導體和磁導體設置
案例九、靜電除塵
電暈模型簡化
電荷守恒方程和泊松方程求解電荷載流子的傳輸問題
流體流動顆粒跟蹤接口求解顆粒軌跡
計算顆粒收集效率隨顆粒半徑的變化情況
絕緣子靜電場模擬計算
展開 comsol電磁場與多物理場耦合專題線上培訓班
案例二、電磁線圈優化
（1）如何對特定的物理場進行優化
（2）全局控制變量設定并啟動優化
（3）snopt優化求解器使用方法
案例三、磁致伸縮原理的電磁超聲換能器優化
（1）磁致伸縮材料線性和非線性介紹
（2）電磁超聲換能控制方程講解，邊界條件設定
（3）電容式麥克風中膜位移轉換電信號
（4）后處理和圖形化顯示幫助
案例四、電磁致液體形變和破碎
（1）磁流體洛倫茲力設置，流體兩相流水平集定義
（2）靜電射流問題分析
（3）靜電-層流水平集-稀物值傳遞多物理場耦合分析
（4）相初始化-瞬態分析及求解器設置
（5）噴霧模擬，泰勒錐
案例五、電磁閥
（1）多匝線圈、磁芯、非磁導向機構及磁性柱塞構成的電磁柱塞建模
（2）聯合磁場、移動網格接口全局常微分和微分代數方程構建模型
（3）計算電磁力及柱塞位移
案例六、電纜電磁熱分析
（1）三維電纜建模及模型網格剖分
（2）電纜的感應效應分析
（3）電纜的熱效應分析
案例七、超導
超導線分析
本構關系E-J傳導特性
案例八、同軸電纜瞬態分析
麥克斯韋方程組在時域仿真
觀察瞬態現象
模擬相對于電場或磁場的非線性材料
分析不同終端情況下的脈沖傳播
理想電導體和磁導體設置
案例九、靜電除塵
電暈模型簡化
電荷守恒方程和泊松方程求解電荷載流子的傳輸問題
流體流動顆粒跟蹤接口求解顆粒軌跡
計算顆粒收集效率隨顆粒半徑的變化情況
絕緣子靜電場模擬計算
展開 2021年comsolACDC電磁場與多物理場耦合專題線上培訓班
案例二、電磁線圈優化
（1）如何對特定的物理場進行優化
（2）全局控制變量設定并啟動優化
（3）snopt優化求解器使用方法
案例三、磁致伸縮原理的電磁超聲換能器優化
（1）磁致伸縮材料線性和非線性介紹
（2）電磁超聲換能控制方程講解，邊界條件設定
（3）電容式麥克風中膜位移轉換電信號
（4）后處理和圖形化顯示幫助
案例四、電磁致液體形變和破碎
（1）磁流體洛倫茲力設置，流體兩相流水平集定義
（2）靜電射流問題分析
（3）靜電-層流水平集-稀物值傳遞多物理場耦合分析
（4）相初始化-瞬態分析及求解器設置
（5）噴霧模擬，泰勒錐
案例五、電磁閥
（1）多匝線圈、磁芯、非磁導向機構及磁性柱塞構成的電磁柱塞建模
（2）聯合磁場、移動網格接口全局常微分和微分代數方程構建模型
（3）計算電磁力及柱塞位移
案例六、電纜電磁熱分析
（1）三維電纜建模及模型網格剖分
（2）電纜的感應效應分析
（3）電纜的熱效應分析
案例七、超導
超導線分析
本構關系E-J傳導特性
案例八、同軸電纜瞬態分析
麥克斯韋方程組在時域仿真
觀察瞬態現象
模擬相對于電場或磁場的非線性材料
分析不同終端情況下的脈沖傳播
理想電導體和磁導體設置
案例九、靜電除塵
電暈模型簡化
電荷守恒方程和泊松方程求解電荷載流子的傳輸問題
流體流動顆粒跟蹤接口求解顆粒軌跡
計算顆粒收集效率隨顆粒半徑的變化情況
絕緣子靜電場模擬計算
展開 CFD數值模擬在農藥噴施技術中的應用進展分析
文章全面總結了CFD數值模擬技術在農藥噴施技術噴霧流場模擬、罩蓋防飄移技術模擬、霧滴沉積規律模擬、藥械相關部件的輔助模擬設計等方面的應用及研究結論,得出了CFD模擬技術在該領域研究中的優勢和不足、應用現狀及發展方向。同時,在分析的基礎上指出,CFD在此領域的應用還
CFD數值模擬在農藥噴施技術中的應用進展分析.pdf
