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作品名稱：基于 Ansys Fluent 的旋流解吸器氣液傳質(zhì)強(qiáng)化與 PBM 仿真研究作者： 李炎杰 | 華東理工大學(xué) 碩士研究生關(guān)鍵詞：平板旋流解吸器，Ansys Fluent，群體平衡模型（PBM），硫化氫脫除作者說從平板旋流解吸器研發(fā)實(shí)踐看，Ansys Fluent 的多相流與群體平衡模型（PBM）耦合能力，精準(zhǔn)攻克了旋流場(chǎng)中氣泡破碎、聚并及氣液傳質(zhì)耦合等微觀瞬態(tài)過程的觀測(cè)難題

可根據(jù)計(jì)算的兩相流動(dòng)狀態(tài)自動(dòng)切換所采用的兩相流模型，適用的多相流典型形態(tài)包括界面流、離散相以及混合流，在實(shí)際多相流問題中，這三種多相流問題存在空間和時(shí)間上變化的可能，軟件根據(jù)兩相之間的存在狀態(tài)可以自動(dòng)采用不同的多相流模型，提升計(jì)算準(zhǔn)確性。

在實(shí)際飛行中，壓氣機(jī)面臨前置噴水冷卻、吞沙、吸雨吸雹等復(fù)雜工況，易引發(fā)葉片腐蝕、沖蝕、效率下降等問題。積鼎科技針對(duì)壓氣機(jī)多工況下的性能挑戰(zhàn)，構(gòu)建了多物理場(chǎng)耦合的仿真解決方案，涵蓋前置噴水冷卻、發(fā)動(dòng)機(jī)吞沙、吸雨吸雹三大核心場(chǎng)景，為壓氣機(jī)設(shè)計(jì)與可靠性提升提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

軟件采用高效的Lee模型進(jìn)行蒸發(fā)、冷凝現(xiàn)象的計(jì)算，多相流模型采用均相模型，可以模擬相變熱管的熱傳遞全過程。

同時(shí)PumpLinx內(nèi)置有非牛流體模型和基于VOF的多相流分析模型可以較好地實(shí)現(xiàn)泵的自吸過程的分析。

其多相流模型采用mixture模型，并啟用組分輸運(yùn)模型，分別求解連續(xù)方程、體積分?jǐn)?shù)方程、動(dòng)量方程、能量方程和組分?jǐn)U散方程。蒸發(fā)和冷凝過程中的相變通過UDF在體積分?jǐn)?shù)方程、能量方程和組分輸運(yùn)方程中分別添加質(zhì)量源項(xiàng)、能量源項(xiàng)和相等的質(zhì)量源項(xiàng)實(shí)現(xiàn)。這種算法能夠精確地模擬吸液芯的毛細(xì)現(xiàn)象、蒸發(fā)管的沸騰、冷凝器的冷凝等復(fù)雜現(xiàn)象，為熱管的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。

重力塔中的液滴過程 國產(chǎn)自主流體仿真軟件CFDProCFDPro為基于有限體積法求解單相流/多相流NS方程的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真軟件，采用Level Set界面追蹤方法、具備領(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(jī)理接口，更加適用于復(fù)雜的工程計(jì)算模擬分析。

VirtualFlow：氣液兩相流仿真的得力助手1、強(qiáng)大的多相流模型VirtualFlow 軟件針對(duì)氣液兩相流的特點(diǎn)，提供了豐富且精準(zhǔn)的多相流模型。對(duì)于界面流問題，它采用了 VOF和 Level Set 方法。VOF 方法能夠清晰地追蹤氣液兩相的界面，通過計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格單元內(nèi)氣相和液相的體積分?jǐn)?shù)，準(zhǔn)確描述界面的位置和形狀變化。

軟件采用高效的Lee模型進(jìn)行蒸發(fā)、冷凝現(xiàn)象的計(jì)算，多相流模型采用均相模型，可以模擬相變熱管的熱傳遞全過程。

航空航天領(lǐng)域 燃燒效率提升：霧化技術(shù)使燃料更充分燃燒，提高燃料燃燒均勻性，減少不完全燃燒，提高熱效率，減少未燃燒的燃料殘留，降低尾氣排放，使發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)更快速； 吸雨吸雹：模擬發(fā)動(dòng)機(jī)在惡劣天氣下的工作情況，預(yù)測(cè)吸雨吸雹對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，來輔助發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)； 防火系統(tǒng)：模擬飛機(jī)艙失火滅火，可以模擬細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在飛機(jī)艙內(nèi)的噴霧效果，分析其滅火效能對(duì)乘客的影響，從而優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為制定合理的疏散方案提供支持

案例研究 1：雙吸泵客戶委托 MSI 公司對(duì)其雙吸泵設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，論證該水泵是否滿足預(yù)期性能要求。為提高空化性能，水泵采用復(fù)雜的離心式設(shè)計(jì)。在泵的頂部設(shè)置進(jìn)口，在泵的中段設(shè)置分流裝置以減輕徑向負(fù)荷，在泵的兩側(cè)設(shè)置完全相同的兩個(gè)葉輪，逐漸導(dǎo)至渦殼。水流進(jìn)入水泵后流量等分通過前述兩個(gè)葉輪段。