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利用無粘流的 CFD 分析預測邊界層行為CFD 一直是系統設計人員用來預測復雜系統設計的流動行為的流行工具。雖然無粘流對于實際應用可能不實用，但簡化的流動模型可以幫助對流體行為進行初步估計，從而確定優化區域。以下是 CFD 如何幫助分析無粘流中的邊界層方程：數值分析CFD 工具可用于求解與邊界層相關的偏微分方程。

作者：辭殤關鍵詞：VPSC；鈦合金；拉伸壓縮；織構演變粘塑性自恰（VPSC）模型，區別與宏觀本構模型，VPSC模型不僅能夠模擬變形過程中材料宏觀力學性能的演化過程，還可以同時模擬材料內部由于變形引起的織構演化過程，實現宏觀與細觀結合，從而使我們更加深刻地理解材料的變形過程。

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關鍵詞：晶體塑性 VPSC織構模擬 復合工藝本期將繼續介紹粘塑性自洽模型(VPSC)在金屬變形過程的應用。VPSC適用于各種金屬材料(如鋁合金、鋼材、鎂合金)，各種加載方式(如單向拉伸、單向壓縮、剪切、平面應變、雙向拉伸等)下的宏觀力學性能和微觀結構演化模擬，也可以針對多相金屬(如雙相鋼等)。在結合有限元軟件后，可擴展VPSC模型的模擬范圍，如扭轉、等通道擠壓及壓剪工藝等。

本期將繼續介紹粘塑性自洽模型在金屬變形過程的應用。如下，采用的是鋯Zr合金作為研究材料，變形工藝為室溫壓縮至應變為1.0，模型采用VPSC8.0進行計算，分別獲得了變形后的極圖、滑移激活以及位錯密度等數據。

、溫度、速度分量和湍流量等； ? 對于某些模型，如湍流模型，可選擇更便捷的指定信息的選項，例如，湍流強度和湍流粘度比可取代湍動能和湍流耗散率。

在距離三重線小于滑移長度的地方，則假設完全滑移。在包含三重線的有限體積中，會使用積分剪切應力。滑移長度通常被處理成一個極小值≈10-9。這個公式解決了由于無滑移邊界條件而產生的應力奇異性。在VirtualFlow中，接觸角可以在軟件設置窗口中設置，如圖所示。如果停用動態接觸角模型，則平衡接觸角的值將用作靜態接觸角，要為每個壁邊界指定不同的值，在壁面邊界條件中設置即可。

煙氣量均為175000m3/h，進口速度為9.16m/s，進口溫度150℃，進口水力直徑為2.6m,湍流強度為2.91%，氣體密度為0.835kg/m3，氣體粘度為2.38E-05Pa·s，出口采用壓力出口（pressure-outlet），出口壓力設定為0Pa，湍流模型采用standard k-e模型，近壁面處采用無滑移邊界條件。

/e0a834a2ac25f35edda23ad8724f8ab9.png"></p><p class="ql-align-center">三維模型</p><p>進口為速度進口（velocity-inlet），出口采用壓力出口（pressure-outlet），壓力設定為0Pa，湍流模型采用standard k-e模型，近壁面處采用無滑移邊界條件。

粘塑性自洽多晶體塑性模型（Visco-plasitic Self Consistant，VPSC）是由美國Los Alamos國家實驗室的C.N. TOME 教授和R.A. Lebensohn教授聯合開發的，最早開發于20世紀90年代初期，后來經過多個版本的升級，現在已經很完善。

換句話說，如果計算域的高度和寬度都設置為模型直徑的19倍（19D），數值流動場的模擬結果將進一步確保不受計算域邊界的影響。同時圖3顯示了速度入口與壓力出口（B.C.1和B.C.4）作為流體域兩端的進/出口邊界條件。同時，在外部流體區域的外邊界上確定了自由滑移壁（B.C.2）。為了考慮粘性流動對剛體的影響，無滑移壁邊界條件（B.C.3）應用于內部流體區域中的潛體表面。

物理模型和物理屬性? 二維平面、二維軸對稱、三維流動分析? 穩態、瞬態分析? 無粘流、層流、湍流 主要的湍流模型包含 模型、 模型以及多種低雷諾數湍流模型? Simdroid軟件還內置了多種近壁面流動的處理方法? 不可壓流和可壓縮流計算? 傳熱計算 包括：強制/自然對流、共軛換熱、輻射傳熱? 多組分混合

流體屬性：飽和濕空氣，其物性（密度、粘度和比熱等）由UDF定義，隨煙氣溫度變化，忽略液滴/液膜對氣相流場的反作用。傳熱設置：以塔體內噴淋域的吸熱反應來模擬漿液與煙氣的傳熱。考慮到煙囪內產生旋流，湍流模型采用realizable k-e模型，湍流流場的計算采用有限體積法離散控制方程，算法采用Simple算法，對流項采用一階迎風格式。結果及分析脫硫塔的模擬運行結果如下：

磨損模型 為了舉例說明磨損的過程，假設磨損率是局部接觸壓力和滑移率的線性函數，進行一個簡單的磨損例子。盡管我們能計算這些工程量，由于在穩態移動狀態下使用歐拉公式，他們必須應用于胎面流線來模擬輪胎周長磨損。

邊界條件 煙氣溫度為350℃，煙氣密度約為0.566kg/m3，煙氣動力粘度系數=3.14×10-5Pa?s 因有兩個進口，所以單個進口煙氣流量為325000m3/h。 入口斷面的當量水力直徑D： D=2.294m， 湍流強度I： I=2.77 入口邊界條件設置為速度入口，出口邊界條件設為壓力出口，壁面采用無滑移邊界條件。

入口邊界條件設置為速度入口，出口邊界條件設為壓力出口(本次計算設為0Pa)，壁面采用無滑移邊界條件，分布板設置為多孔跳躍模型。

進口邊界條件為速度進口，進口直徑為6.9m，計算進口風速為4.95m/s，水力直徑為6.9m，湍流強度為2.72%，氣體密度為0.808kg/m3，氣體粘度為2.38E-05Pa·s。出口邊界條件為壓力出口，壓力值為0Pa。湍流模型采用標準k-ε模型，壁面函數為標準壁面函數，固壁面設置為無滑移壁面。濾袋表面設定為多孔跳躍邊界。

對k-omega模型而言，μt的計算公式為式中，μt為湍流渦粘性，N·s/m2；ρ為密度，kg/m3；k為湍流動能，m2/s2；T為湍流時間尺度，s。

壁面：無滑移邊界條件，標準壁面函數。 流體屬性：飽和濕空氣，密度為0.7467kg/m3，粘度為18e-5Pa·s，忽略液滴/液膜對氣相流場的反作用。2.4 求解設置 湍流模型：Realizable k-ε模型 求解器：穩態 收斂標準：殘差<1e-3，同時監測陽極管束入口截面的速度分布穩定性。