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3 仿真結果及分析 3.1 液冷板溫度分布對比對冷卻液質量流量Qin = 0.25 kg/s，入口溫度θin =20 ℃工況進行仿真計算，得到液冷板溫度分布，如圖5所示。由于模型1 的回流橫向流道窄（流道右端與液冷板右側內壁之間的通道），冷卻液流速大, 在慣性力的作用下，冷卻液向外側流道流動的現象，回流側冷卻液分布不均勻，各流道散熱能力差異較大導致最內側流道溫度遠高于其他流道。

在CFD仿真流程中，流道抽取是一項非常重要的工作。

但是生成的流道形狀是通過材料指示器值來標記網格形成的，這就意味著初始的流道邊界是臺階狀（與網格解析度相關）的，需要對流道模型進行平順化。STAR-CCM+的前處理模塊可以進行表面修復、平順化處理，然后生成平順的幾何模型以進行更精細的仿真。也可以將幾何輸出，然后導入到專業的CAD（如NX）軟件進行結構設計。

既然兩級空壓機的性能更加突出，那么對兩級之間的流道設計也是整個兩級空壓機設計的重要一環，如何設計出更加優秀的內部流道呢？我們可以從理論分析與有限元仿真相結合的方法對其進行設計優化。圖1 流道截面圖 首先利用流體力學相關知識對其流道初步設計，圖1是公司的某款兩級壓縮的內部流道的截面三維圖。

一、緒論在高壓鑄造中模具常會以一模多腔的方式來生產鑄件，可以讓整體的產能提高，所以流道的設計一直是壓鑄的關鍵因素，需根據模腔的體積來調整每個分流道的截面面積，確保每個模腔能夠同時填充并且具有相同的填充時間，用戶可通過計算機輔助仿真進行模具設計的評估，讓設計者能夠依據分析結果進行修改設計來提高鑄件的質量。

CAD軟件NX中的Mold Wizard (MW-Runners)提供使用者便利的工具，可依據需求建置完整的流道模型；而Moldex3D SYNC在NX平臺的整合性功能，可接續進行此模型的網格建置。雖然可自動又快速地生成質量良好的網格，但使用者有時會需要更進階的網格結構，來仿真流道中復雜性高的流動熱傳行為。

渦流會改變流道內冷卻液的壓力分布情況，造成局部壓力異常升高或降低，影響冷卻液的正常輸送，導致某些部位供液不足?？赏ㄟ^改變流道的形狀來減弱渦流效應。流道壓力圖通過壓力圖可以便捷查看流道進出口的壓差。本案例中，流道進出口的壓差約為1343-93=1250Pa。————液冷仿真是電子散熱仿真的重要方面。

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文獻[2]通過數值模擬，探究3種并串聯結構的流道布局對冷板冷卻性能和壓降損失的影響；文獻[3]對比常規蛇形流道與微流道冷板結構的換熱能力，發現微流道冷板的流阻相對較大，但其散熱效果優于常規蛇形流道幾倍；文獻[4]通過對設計的液冷板流道進行理論校核和仿真模擬，從而驗證流道設計的合理性；文獻[5]控制流道截面積不變，提出了矩形、圓形及雙層流道這3種冷板結構，并對其進行仿真計算和試驗分析。

Moldex3D 針對熱流道系統仿真量身打造的解決方案──熱流道穩態分析(Hot Runner Steady, HRS)，可支持復雜熱流道和進階熱流道模塊的快速分析，并協助使用者優化多模穴的熱流道設計，評估該熱流道系統的流動行為，例如流率及流動平衡比。熱流道穩態分析不需模擬模穴內流動，即可提升迭代計算效率，達到改善熱流道設計的目的，因此可大幅減少分析時間。

模擬過程中為了真實反映電池運行工況的邊界條件，假設氣體入口為層流，溫度設置為 800 ℃，陽極側流道入口的氣體平均速度為 0.4 m/s，在陰極側流道入口的平均速度為 1 m/s；氣體出口邊界條件設置為 1 個大氣壓[17]；定義陽極側金屬連接體的上表面接地，而陰極側金屬連接體的下表面為電池電壓；有限元仿真結果設定在電池電壓 0.7 V[18]下確定的。

沖壓空氣系統既受外界大氣環境的直接影響，又受系統內部各子用戶復雜部件的影響，因此在針對沖壓空氣內流道仿真過程中應同時考慮飛機內外流場的耦合作用。

壓油階段, 柱塞受斜盤的作用力進入柱塞套, 柱塞底部與斜盤接觸緊密, 此階段柱塞中心流道處于閉合, 潤滑油從柱塞套入口和柱塞套底部進入間隙, 油膜伸長; 吸油階段, 柱塞受到彈簧作用力離開柱塞套, 油膜油液從中心流道和柱塞套底部流走, 油膜縮短。

圖四 優化設計之后的模擬和實驗結果比較結果透過Moldex3D的分析，都柏林大學研究團隊得以探查出微流道芯片中微特征之充填行為和計算參數之間的關聯，并重現微結構的充填不完全行為。如此一來可確保微特征充填的真正問題能被預測出來，及時做出調整。否則當實際開模制造后才發現問題，將須花費更多成本來彌補。

2.2冷端仿真計算仿真條件設置：環境溫度為20℃，冷卻方式為對流換熱，流道為三管程蛇形流道設計，熱源為1000W。冷端仿真計算得到的仿真結果如圖6—圖8所示。從圖中可以看出，在制冷/制熱工況下，板式換熱器都能與工作介質進行有效對流換熱。

從圖中可以看出，本節模型所得到的樣品液的聚焦狀態與參考文獻用ANSYS仿真所得到結果保持了較好的一致性。在兩側鞘液入口的作用下，樣品液在主流道完成了第一次聚焦，在右端逆流鞘液的作用下，樣品液在分叉流道完成了第二次聚焦。 圖9 如圖10所示，給出了不同樣品液入口速度時，X坐標等于0處主流道中的速度分布。

l電池包仿真分析單個電池包壓力5.18KPA,由于空間限制，直角轉接導致系統主要壓損在進出口地方。流道中間截面的流速1m/s不到，對于冷卻系統來說，流速可以進一步提高，提高換熱能力。

閥式澆口及其閥針的控制其牽涉的成型現象甚廣且復雜，而由CAE輔助的成型仿真可以在產品開發前期就有效的幫助流道配置和成型參數的優化。 Moldex3D的分析功能不論是簡化的閥澆控制還是包含動態閥針的完整仿真皆有支持。問題在于，簡化過的分析模型無法觀察到細部的流動行為及其影響，而進階仿真動態閥針之模型建立一般較為復雜且費工。

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