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“高分子材料數(shù)字仿真技術(shù)大講堂”作為“仿真大講堂”系列活動(dòng)的第7期，邀請(qǐng)到“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授、北京化工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院院長(zhǎng)楊衛(wèi)民作報(bào)告分享。楊衛(wèi)民院長(zhǎng)的報(bào)告題目為《高分子材料智能制造數(shù)字仿真技術(shù)》。

當(dāng)前，石油化工行業(yè)正積極擁抱數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。近日，第二屆“石油化工工程數(shù)字化交付研討會(huì)暨煉油與化工設(shè)備選型技術(shù)交流會(huì)”在北京召開。本次研討會(huì)匯聚了來自中國(guó)石油、中國(guó)石化、中國(guó)海油等眾多行業(yè)巨頭的領(lǐng)導(dǎo)與專家，共同探討石油化工行業(yè)的數(shù)字化未來。積鼎科技作為國(guó)產(chǎn)多相流仿真軟件的引領(lǐng)者，有幸受邀參會(huì)，并發(fā)表題為“國(guó)產(chǎn)多相流仿真軟件在石化領(lǐng)域的應(yīng)用探索”的精彩報(bào)告。

● 全面的流體和傳熱求解能力：軟件的核心是具有完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)、國(guó)產(chǎn)自主可控的通用流體仿真求解器，求解能力覆蓋單相流、共軛傳熱、多相流、氣動(dòng)噪聲、燃燒、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、熱輻射等，求解精度高，計(jì)算效率高。 ● 快速智能仿真和實(shí)時(shí)仿真：軟件深度融合AI技術(shù)，亮點(diǎn)功能包括通過跳躍式迭代求解、大幅提升仿真效率的AI求解加速功能，以及基于歷史樣本、秒級(jí)預(yù)測(cè)三維流場(chǎng)的AI預(yù)測(cè)功能。

4、求解器升級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)械滑移網(wǎng)格優(yōu)化：AICFD 2026R1優(yōu)化了高精度瞬態(tài)滑移網(wǎng)格算法，采用交界面布爾運(yùn)算與動(dòng)態(tài)守恒插值法，確保通過旋轉(zhuǎn)-靜止交界面的通量嚴(yán)格守恒，提升風(fēng)扇、渦輪、泵等旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)模擬的精度與穩(wěn)定性。 材料模型及多組分輸運(yùn)增強(qiáng)：新增多種密度、比熱、動(dòng)力粘度及熱導(dǎo)率模型，覆蓋理想氣體、多項(xiàng)式、分段線性等工程常用形式。

由積鼎自研的CFD軟件VirtualFlow在過程工程領(lǐng)域積累了廣泛的應(yīng)用，包括非牛頓流體仿真、顆粒流動(dòng)仿真及化工反應(yīng)釜等20多個(gè)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。以Virtualflow軟件與過程工程所EMMS模型耦合為例，使VirtualFlow能夠捕捉介于宏觀和微觀之間的現(xiàn)象，在氣固流化床的仿真應(yīng)用中，能夠更好的捕捉瞬時(shí)顆粒速度和分布。

應(yīng)用案例鉆井及井下平臺(tái)鉆井和生產(chǎn)穩(wěn)定套管油氣生產(chǎn)設(shè)備：閥門，調(diào)節(jié)閥挑戰(zhàn)：? 復(fù)雜的閥門結(jié)構(gòu)? 變物性多相流仿真? 可壓縮/不可壓縮流動(dòng)? 低壓和高壓之間壓降范圍Ansys解決方案：? 為此類設(shè)備的設(shè)計(jì)、分析、生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)提供全面的解決方案? 了解結(jié)構(gòu)和熱應(yīng)力，提高可靠性和安全性

AICFD 2023R1版本視頻介紹AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的一套通用的智能熱流體仿真軟件，可實(shí)現(xiàn)對(duì)流動(dòng)及傳熱的快速智能仿真。其功能可分為模型導(dǎo)入、網(wǎng)格自動(dòng)快速生成、快速仿真、結(jié)果可視化和后處理、智能加速五大部分，涵蓋了從幾何模型到仿真結(jié)果的完整仿真分析流程。AICFD通過現(xiàn)代化的圖形界面結(jié)合數(shù)值仿真和智能加速算法，向用戶提供了易用的智能熱流體仿真功能。

石油化工生產(chǎn)工藝技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行條件苛刻，任何一個(gè)小的失誤就有可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果；而且石化生產(chǎn)裝置呈大型化和單系列，自動(dòng)化程度高，某一部位、某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，就會(huì)牽一發(fā)而動(dòng)全身。這些都對(duì)石化生產(chǎn)設(shè)備的可靠性提出了嚴(yán)格的要求。

● 一體化仿真流程：軟件經(jīng)過多年工程實(shí)踐打磨，支持“幾何、網(wǎng)格、求解、后處理”一體化操作流程，滿足汽車、船舶、能源、旋轉(zhuǎn)機(jī)械等領(lǐng)域仿真需求；● 全面的流體和傳熱求解能力：軟件核心求解器具有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，求解范圍覆蓋單相流、共軛傳熱、多相流、氣動(dòng)噪聲、燃燒、多旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系、熱輻射等，求解精度高，計(jì)算效率高。

AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的一款通用的智能熱流體仿真軟件，可針對(duì)復(fù)雜流動(dòng)和傳熱現(xiàn)象進(jìn)行快速智能仿真，在航空航天、車輛交通、能源動(dòng)力、電子電器、生物工程、船舶水利、環(huán)境工程和體育工程等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院反應(yīng)堆工程研究所副所長(zhǎng)、中國(guó)核學(xué)會(huì)核反應(yīng)堆熱供流體力學(xué)分會(huì)的理事長(zhǎng) 黃彥平 在致辭中指出，核能技術(shù)的迭代對(duì)流體仿真提出了更高要求，亟需在精度提升、計(jì)算效率優(yōu)化及模型驗(yàn)證等方面取得突破。國(guó)產(chǎn)流體仿真軟件的自主研發(fā)是打破技術(shù)壟斷的關(guān)鍵。黃總呼吁產(chǎn)學(xué)研各方需強(qiáng)化合作，通過資源共享與協(xié)同創(chuàng)新，共同攻克行業(yè)難題。

AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的一款通用的智能熱流體仿真軟件，可針對(duì)復(fù)雜流動(dòng)和傳熱現(xiàn)象進(jìn)行快速智能仿真，在航空航天，車輛交通，能源動(dòng)力，電子電器，生物工程，船舶水利，環(huán)境工程，體育工程等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。AICFD 2022R1-SP1版本在AICFD 2022R1版本基礎(chǔ)上，用戶界面使用便利性、求解穩(wěn)定性、求解精度進(jìn)行了優(yōu)化和提升 。

利用此功能，用戶可以預(yù)測(cè)Body在流體中的冷卻及加熱狀態(tài)，以及結(jié)構(gòu)體在流體中的膨脹和收縮。并且可以通過仿真來預(yù)測(cè)與流體接觸并移動(dòng)的Body的熱傳遞以及相應(yīng)的熱分析。 以下示例為齒輪箱內(nèi)齒輪通過潤(rùn)滑油冷卻的效果分析。

AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的一款通用的智能熱流體仿真軟件，可針對(duì)復(fù)雜流動(dòng)和傳熱現(xiàn)象進(jìn)行快速智能仿真，在航空航天、車輛交通、能源動(dòng)力、電子電器、生物工程、船舶水利、環(huán)境工程、體育工程等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

5.多物理場(chǎng)耦合仿真伏圖可以考慮流體流動(dòng)、熱傳遞、結(jié)構(gòu)力學(xué)、電磁場(chǎng)等多個(gè)物理場(chǎng)之間的相互作用，支撐不同類型多物理場(chǎng)耦合問題的分析求解，為石油石化行業(yè)的工程設(shè)計(jì)、安全評(píng)估、故障預(yù)測(cè)與預(yù)防等提供強(qiáng)有力的支持。

由于結(jié)構(gòu)尺寸龐大，端部鍛造流動(dòng)缺陷可能導(dǎo)致材料去除量增加，影響材料利用率，同時(shí)鍛后熱處理的淬透性控制也至關(guān)重要。傳統(tǒng)的試錯(cuò)法制定工藝不僅研發(fā)周期長(zhǎng)，試制成本也較高，因此需要在材料性能、成型精度、缺陷控制及后續(xù)處理等環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合優(yōu)化。

而鍛造則是在不破壞分子結(jié)構(gòu)的前提下，加熱令分子間作用力減少易于“變形”，因此即使改變形狀，微觀分子結(jié)構(gòu)仍然保持緊密，同時(shí)分子束可跟隨鍛壓模具“流動(dòng)”，力學(xué)性能高，生產(chǎn)成本比鑄造高出許多；數(shù)控加工以直接切割的方式，刀具會(huì)破壞掉原有的微觀分子流向，在復(fù)雜的受力環(huán)境下顯得較脆，因?yàn)樾枰M(jìn)行大量切削以及浪費(fèi)原材料，生產(chǎn)成本亦較高。