管道力學的案例
伏圖流體力學分析功能介紹及三維管道流動仿真APP開發
<p><strong>一、背景介紹</strong></p><p><br></p><p>在現代工程和科學研究中，流體力學扮演著至關重要的角色。流體的流動和傳熱現象廣泛存在于自然界和工業應用中，如能源、航空航天、生物醫學、船舶與海洋工程、汽車工程、化工過程、環境工程、生物醫學工程等。隨著技術的發展，流體力學仿真在這些行業的多個領域具有廣泛的應用實踐。借助流體力學仿真分析，研究人員和工程師可以優化設計、預測系統性能、降低成本和風險，推動相關領域的技術進步和創新。</p><p><br></p><p><strong>二、伏圖流體力學分析功能介紹</strong></p><p><br></p><p>云道智造通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖（Simdroid）具備完備的流體力學分析功能，支持多物理場耦合仿真，為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。</p><p><br></p><p><strong>功能特點</strong></p><p><br></p><p>1、支持任意多面體網格</p><p><br></p><p class="ql-align-justify">軟件支持剖分貼體笛卡爾網格、四面體網格，也可以導入任意多面體網格。
展開 重視鍋爐安全，四管防磨防爆很重要
電站鍋爐受熱面管道等關鍵部件發生泄漏和爆管導致的停機事故，約占發電機組非計劃停機的65%，嚴重影響了發電站和電網的運行安全。從失效分析來看，90%的爆管失效是鍋爐管同時在高溫、腐蝕、磨損和應力的共同作用下，導致的高溫 金屬材料快速老化、損傷、過快腐蝕及快速裂紋擴展。開展鍋爐管材在實際服役溫度下的蠕變、疲勞、老化機理研究，高溫高壓超臨界水蒸汽環境的氧化、腐蝕和應力腐蝕開裂機理研究，全尺寸鍋爐熱端部件的服役安全測試和驗證研究，對揭示高溫金屬材料的失效機理，確保鍋爐高溫部件的運行安全，具有重要理論和工程意義。
基于電站鍋爐受熱面管道的多因素耦合失效機理研究成果和對運行及失效海量數據進行大數據分析，開發了一套電站鍋爐四管防磨防爆系統。系統主要功能和特點如下：
1) 受熱面管道氧化腐蝕實時監測模塊，以超超臨界管材在實際服役環境的腐蝕數據模型為基礎，結合實時采集的運行數據和化學水數據對管道的實時腐蝕速率和累積腐蝕進行監測和評估。
2) 受熱面管道力學壽命損耗評估模塊，在多軸應力模型和當量溫度計算模型的基礎上，計算和評估管道的力學壽命的歷史損耗。
3) 受熱面管道壁溫監測模塊，基于含氧化層的爐內管道壁溫模型和現場溫度測點，準確獲得鍋爐受熱面管道不同位置的溫度分布。
4) 三維可視化管理模塊，實現鍋爐受熱面管道的三維可視化全息管理，實現了運行管理數據與實物鍋爐部件準確管理。
該系統實現了對鍋爐高溫受熱面運行狀態直接、準確的管理，大幅降低了鍋爐管爆管幾率和非計劃停機次數，提升了機組運行可靠性。已經在國內多臺亞臨界、超臨界和超超臨界鍋爐上應用，經濟效益顯著。
展開 JMAG Designer 17.1 Win/Linux 64位 機電電磁分析軟件
1CD（功能強大的輸水管道分析、優化和設計軟件）
63、GGU.Axpile v3.01 Bilingual 1CD (管道設計的分析軟件，檢測管道與地形的配合度 )
64、CADRE.Flow.v1.1.1007.0（流體力學分析與管道CAD輔助設計的工具）
65、CAESARII 5.3 (2011) 管道分析軟件管道應力分析最新版本軟件
CAESARII 5.3 (2011) 管道分析軟件管道應力分析最新版本軟件 Coade已經被Intergraph收購，2011年推出的Ceaser 5.3 被稱為Ceaser 2011 由美國COADE公司研發的壓力管道應力分析專業軟件.
展開 踩踏現象和逃生方法的流體力學分析
因為大部分時候，流場和管道流不一樣，是不均勻的。人流比水流復雜，每個人有自己的主動性，人可以選擇自己去哪里，在哪里，待多久。 水分子不能。人是有集聚性的，就是人多的地方會吸引更多的人去。另外一方面是成群的，很少有人單獨去廣場活動，一般人都是三五成群的組織結構，而這三五成群的人，往往希望不要被人流沖散了，總是試圖聚集在一起。當人多的時候，三五成群的人會按照U型行走，就是兩邊快、中間慢，當人少的時候，小組人群會按照反過來的V型行走，就是中間快、兩邊慢。 所以即使在層流的狀態，人的分布也是極其不均勻的。
在給定任何一點(X,Y)的密度場，表達為
ρ(x,y) = Sum( f(Pos(t) ? r) - 1/πR^2(exp[?(Pos(t) ? r)^2/R^2)
這個公式符合高斯距離分布，就是對于任何一點（X,Y), 當地的密度取決于各個方向上密度和你關心的半徑。半徑越大，平均密度越均勻。但是在小范圍里面，會產生比人均密度高很多的密度。密度分布在空間的形態符合高斯概率。 也就是說，由于高斯分布的原因，即使人員總體密度只有1.7人每平米，局部地區的密度會達到10以上。
這個公式很好地解釋了為什么紐約時代廣場需要設置很多隔斷，把總面積的人群分割在一小塊一小塊的區域里。隨著分割面積的減小，區域內個別人員高密度奇點的可能性會顯著下降。
一方面是密度場的不均勻；另外一方面在層流狀態下，也會有局部區域的紊流。接觸過管道力學計算的會明白，即使在層流狀態下，局部地區由于銳角和突變，也會有紊流和渦流。這一點在這次的上海陳毅廣場尤為突出。從觀景平臺下來，一方面要經歷變徑，還要經歷兩個90度的銳角轉彎。從平臺到樓梯，人的步行速度也會突然下降。 從管道流體力學的角度來看，這里會產生大量的紊流和渦流。 即使總體人員密度不高，這些區域也是紊流狀態。
展開 
PipelineStudio 4.2.1.0-ISO 1CD管道模擬工具
CAEPIPE向用戶提供完備的國際上的通用管道設計規范，軟件使用方...
45、Pipe Flow Expert 2013 v6.39.1.1 1CD 管道網絡設計
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46、TTI.Pipeline.Toolbox.2013.Enterprise.v15.0.0 1CD 管道設計
TTI.Pipeline.Toolbox.2013.Enterprise.v15.0.0 1CD 管道設計 專為從事氣體與液體管道工作的工程師開發Pipeline Toolbox軟件。用來解決日常的日常管道設計，有利于提高生產力和用戶工作效率。它擁有先前版本的所有功能，又添加了許多新的...
47、Pipe Flow Wizard v1.12（管道流體力學三維分析軟件）
48、Pipe Flow 3D v1.042（管道流體力學三維分析軟件）
49、Alias.Piping.Solutions.I-Run.v3.44 1CD(用于創建系統管道軸測圖的軟件模塊)
Alias.Piping.Solutions.I-Run.v3.44 1CD(用于創建系統管道軸測圖的軟件模塊) Alias Piping Solutions I-Run 是一套容易使用、專業的軟件，它是被開發來讓 管道工程師用來創造管道的系統。
展開 Piping Systems FluidFlow 3.44 管道設計和流體分析
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展開 Aspen Case Analysis Tools v7.3 1CD
（中文）
化工壓力容器設計取證指南（中文）
Heastad Methods,Inc產品:
DHI-WASY FeFlow v7.0.10.15489 1DVD（功能最為齊全的地下水水量及水質計算機模擬軟件系統）
FEPipe v4.111 1CD（管道及設備有限元分析軟件）
Flow Advisor v1.01（用來估計從各種形狀的通道和容器中出來的水流速度）
FlowMaster 2005 1CD(明渠水力分析軟件)
Hydpro.v1.2.19.WinALL 1CD（水文測量軟件）
Nozzle Pro v5.2 1CD（快速且容易建立管嘴、馬鞍座、管鞋及耳板之模型應力分析的有限元素平臺）
PipeFlow.3D.v1.402（管道流體力學三維分析軟件）
PipeFlow Advisor 1.11 1CD
PipeFlow Expert 2016 v7.30 1CD（設計和分析復雜管路網絡的軟件，尤其適用于管流和壓力需要平衡的情形）
PipeFlow Wizard v1.12（管道流體力學三維分析軟件）
STI.SASSPro.v2.0.0.2.WinALL(分析廢水處理平臺的設計、操作和優化軟件)
Thuridion.CTI.Toolkit.v3.0 1CD(冷卻塔應用套件)
WaterCAD v6.5120n 1CD（給水管網系統軟件，可對給水管網系統進行靜態分析和設計，動態模擬分析和設計）
Watercom.DRAINS.2018.01.Win32 1CD(暴雨排水系統設計分析工具，是ILSAX廣泛應用于澳洲和新西蘭的城市暴雨排水設計分析系統)
Watercom.PIPE
展開 Intergraph CAESAR II 2018管道應力分析
（中文）
化工壓力容器設計取證指南（中文）
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Flow Advisor v1.01（用來估計從各種形狀的通道和容器中出來的水流速度）
FlowMaster 2005 1CD(明渠水力分析軟件)
Hydpro.v1.2.19.WinALL 1CD（水文測量軟件）
Nozzle Pro v5.2 1CD（快速且容易建立管嘴、馬鞍座、管鞋及耳板之模型應力分析的有限元素平臺）
PipeFlow.3D.v1.402（管道流體力學三維分析軟件）
PipeFlow Advisor 1.11 1CD
PipeFlow Expert 2016 v7.30 1CD（設計和分析復雜管路網絡的軟件，尤其適用于管流和壓力需要平衡
的情形）
PipeFlow Wizard v1.12（管道流體力學三維分析軟件）
STI.SASSPro.v2.0.0.2.WinALL(分析廢水處理平臺的設計、操作和優化軟件)
Thuridion.CTI.Toolkit.v3.0 1CD(冷卻塔應用套件)
WaterCAD v6.5120n 1CD（給水管網系統軟件，可對給水管網系統進行靜態分析和設計，動態模擬分析和
設計）
Watercom.DRAINS.2018.01.Win32 1CD(暴雨排水系統設計分析工具，是ILSAX廣泛應用于澳洲和新西蘭的
城市暴雨排水設計分析系統
展開 《ACS Cent. Sci.》用離心法對軟材料中的粘附進行高通量篩選試驗
總結
開發了一種高通量、快速且具有成本效益的離心粘附力學測試管道，可以使用易于訪問的實驗室設備和耗材來制備和表征粘附材料。獨特的離心沉積方法克服了滴注法的缺點，可以在多孔板的所有孔中沉積表面光滑、厚度均勻的薄膜。此外，離心粘附測試方法提供了一種定量測量，其結果由更標準的粘附測試驗證。團隊設想擴展我們基于離心力的方法以高通量測量其他機械性能，擴展先進材料表征的能力。該工作使粘合劑的高通量發現成為可能，并為材料界帶來了一種新穎的工具。此外，團隊希望將機械特性轉換為光信號的想法可以激發高通量機械測試的其他新過程。
參考文獻：
doi.org/10.1021/acscentsci.1c00414
版權聲明：「高分子材料科學」旨在分享學習交流高分子聚合物材料學等領域的研究進展。編輯水平有限，上述僅代表個人觀點。投稿，薦稿或合作請后臺聯系編輯。感謝各位關注！
展開 流體力學軟件全集
Elite_Software_Chvac_v7.01.18
Elite.Software.Ductsize.v6.01.201
Elite_Software_E-Tools_v1.01.15
Elite.Software.ECA.v4.0.20
Elite.Software.Ecoord.v3.0.18
Elite.Software.GASVENT.v2.09.16
Elite.Software.Rhvac.v8.01.151
Elite_Software_REFRIG_v3.0.60
Elite PsyChart v2.01.32
Elite Software HTOOLS v3.2.16
Elite Software HSYM v2.050
Elite.Software.Fire.v6.0.184(按照美國國家防火協會的要求，快速計算出水壓的軟件,內有50種不同的管道材料,能自動計算自動滅火裝置的管道大小，也可用于噴頭的設計)
h-r.Resources.silence.v2.1 消音材料設計軟件
AAS_MIDUSS_V2.2 排水管設計
Flow_Advisor_v1.01被用來估計從各種形狀的通道和容器中出來的水流速度
Pipe_Flow_3D_v1.042 管道流體力學三維分析軟件
Pipe_Flow_Wizard_v1.07
IES.PetroMod.v9.0.SP2德國石油勘探模擬
NeuraSuite.v2005.11
SCHLUMBERGER.PETREL.V2005
SCHLUMBERGER.PETREL.V2004 勘探開發一體化油藏綜合描述軟件
Schlumberger_Eclipse_2001A
Trane.TRACE.700.v4.1 建筑物模擬軟件，包括供熱通風系統（HVAC）等
VariTrane.Duct.Designer.v3.05
展開 天然氣摻氫輸送技術發展現狀及前景
浙江大學通過實驗獲取了不同摻氫比的X70、X80管道鋼的力學性能，研究了含氫天然氣環境中管道鋼性能劣化規律、疲勞壽命和斷裂安全評估等，發現高壓含氫天然氣環境中管道鋼的疲勞裂紋擴展速率比不含氫環境中的約提高一個數量級，摻氫后X80管道疲勞壽命顯著降低，不摻氫管道的疲勞壽命是摻氫比為50％管道的22.8倍。
一般來說，管道鋼等級越高、服役年限越長，氫脆敏感性越大，承受氫氣摻混量越小。因此，在對天然氣管道進行摻氫輸送時，需針對管道基礎設施進行整體的適應性分析與評價。中國學者張小強等結合國內外最新研究成果及標準規范，制定了管材適應性分析的具體步驟：當氫氣濃度小于10%時，可參照CGAG—5.6—2005（Reaffirmed 2013）《Hydrogen Pipeline Systems》進行分析，如果管道鋼級低于X52（包含X52），則該天然氣管道可用于輸送氫氣濃度小于10%的混合天然氣；當氫氣濃度大于、等于10%時，可依據ASMEB31.12—2014《氫氣管道和管線》進行分析，此時需綜合考慮鋼級、輸送壓力、雜質元素和管道韌性等條件，確定用于摻氫輸送的天然氣管道是否能夠適應，或者需要采取的相應措施。
現在管道摻氫的相容性研究主要集中在天然氣長輸管道。由于輸配管網管材多為低強度鋼管、球墨鑄鐵管和聚乙烯管，且管道運行壓力通常低于1MPa，發生氫損傷的風險較低，故對城市輸配管網的相容性一般不考慮。但是目前的研究未考慮H2S、CO、CO2等組分對摻氫的協同影響，中國缺少管材在摻氫條件下的力學性能基礎數據庫，尚未明確摻氫比、運行壓力對管材氫損傷的定量關系，這也導致管道摻氫在標準法規方面缺少重要支撐。
在天然氣中摻入氫氣后不僅影響輸送管道，壓縮機、管道閥門、流量計等管道沿線部件同樣面臨氫脆、泄漏等安全風險。
展開 
GraphPad.Prism.2018.v7.05 1CD醫學繪圖統計軟件
1CD
ProCAD 3DSMART v2008 1CD(專業版，智能化的復雜三維管道設計軟件)
Heastad Methods,Inc產品:
FEFLOW v5.0 1CD（功能最為齊全的地下水水量及水質計算機模擬軟件系統）
FEPipe v4.111 1CD（管道及設備有限元分析軟件）
Flow Advisor v1.01（用來估計從各種形狀的通道和容器中出來的水流速度）
FlowMaster 2005 1CD(明渠水力分析軟件)
Hydpro.v1.2.19.WinALL 1CD（水文測量軟件）
Nozzle Pro v5.2 1CD（快速且容易建立管嘴、馬鞍座、管鞋及耳板之模型應力分析的有限元素平臺）
Pipe Flow 3D v1.042（管道流體力學三維分析軟件）
Pipe Flow Expert v4.60. 1CD（設計和分析復雜管路網絡的軟件，尤其適用于管流和壓力需要平衡的情形）
Portable Pipe Flow Expert v4.6 1CD
Pipe Flow Wizard v1.07（管道流體力學三維分析軟件）
WaterCAD v6.5120n 1CD（給水管網系統軟件，可對給水管網系統進行靜態分析和設計，動態模擬分析和設計）
Watercom Drains v2006.02 1CD(暴雨排水系統設計分析工具，是ILSAX廣泛應用于澳洲和新西蘭的城市暴雨排水設
計分析系統)
Watercom Pipes Plus Plus v2005.8 1CD{計算供水網絡中水壓和流量的工具，典型應用是包括子分流水管、消防水
管、
展開 GASVENT_v2.09.6 為燃氣設備計算通風口的大小的軟件
Elite_Software_Chvac_v7.01.18
Elite.Software.Ductsize.v6.01.201
Elite_Software_E-Tools_v1.01.15
Elite.Software.ECA.v4.0.22
Elite.Software.Ecoord.v3.0.18
Elite.Software.GASVENT.v2.09.16
Elite.Software.Rhvac.v8.01.151
Elite_Software_REFRIG_v3.0.60
Elite PsyChart v2.01.32
Elite Software HTOOLS v3.2.16
Elite Software HSYM v2.050
Elite.Software.Fire.v6.0.184(按照美國國家防火協會的要求，快速計算出水壓的軟件,內有50種不同
的管道材料,能自動計算自動滅火裝置的管道大小，也可用于噴頭的設計)
h-r.Resources.silence.v2.1 消音材料設計軟件
AAS_MIDUSS_V2.2 排水管設計
Flow_Advisor_v1.01被用來估計從各種形狀的通道和容器中出來的水流速度
Pipe_Flow_3D_v1.042 管道流體力學三維分析軟件
Pipe_Flow_Wizard_v1.07
DNV Phast & Safeti v6.51 DNV Technical公司的安全計算軟件
Earth Decision-Suite-2.1.5(gocad2.1.5)
GoCAD v2.0.8 用于三維構造建模,油藏建模和二次開發
GoCAD v2.0.8 for Linux
朗盛公司產品
展開 HONEYWELL.UniSim.Design.Suite.R460.1 1DVD
Elite_Software_Chvac_v7.01.18
Elite.Software.Ductsize.v6.01.201
Elite_Software_E-Tools_v1.01.15
Elite.Software.ECA.v4.0.22
Elite.Software.Ecoord.v3.0.18
Elite.Software.GASVENT.v2.09.16
Elite.Software.Rhvac.v8.01.151
Elite_Software_REFRIG_v3.0.60
Elite PsyChart v2.01.32
Elite Software HTOOLS v3.2.16
Elite Software HSYM v2.050
Elite.Software.Fire.v6.0.184(按照美國國家防火協會的要求，快速計算出水壓的軟件,內有50種不同的管道材
料,能自動計算自動滅火裝置的管道大小，也可用于噴頭的設計)
h-r.Resources.silence.v2.1 消音材料設計軟件
AAS_MIDUSS_V2.2 排水管設計
Flow_Advisor_v1.01被用來估計從各種形狀的通道和容器中出來的水流速度
Pipe_Flow_3D_v1.042 管道流體力學三維分析軟件
Pipe_Flow_Wizard_v1.07
Dnv.Phast & SAFETI-NL.V6.53.1
DNV Phast & Safeti v6.51 DNV Technical公司的安全計算軟件
UGMT.buildingEXODUS.v4.0 消防安全分析設計
Paradigm.Geolog.V6.7
Paradigm Geolog
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