公司官网热仿真案例--段落节选14:(非常规问题的二次开发/第二部分/堆积床动态传质的二次开发A节) 本次cfd仿真的内容是一型生物质热解炉料层热解及燃烧反应,其用于实施cfd模拟的基本工艺条件是:底部为生物质颗粒的堆积料层区,物料通过螺旋搅拌机构上下翻转并缓慢向前推进,顶部为燃烧室;通过人为外加的初始阶段的热解热量,料层区颗粒开始热解并向燃烧室析出有机混合气体;配合进风喷口的常温空气供应,热解混合气持续保持中低温燃烧,并通过气体对流和气体辐射向下部料层传递热量以维持持续的热解;料层在热解的过程中质量会减少,沿轴向的高度逐渐变小;空气量合适的话,上、下气体和固体区域均能保持温度场的动态稳定。另...
公司官网流体仿真案例--段落节选5:(更接近真实涡流的湍流/第二部分/简单管流的自然涡流特性D节)当一个湍流“涡”尺度跨越的网格数越多,则对该“涡”的脉动信息的捕捉会越准确;而当某个“涡”尺度小到只能跨越单维方向2个网格时,这就是目前网格精度能解析的极端小的“涡”了,类似右边小图那种情况。而比前面这些再小的“涡”(尺度在一个网格以内的),我们则使用类似雷诺平均法的亚网格统计平均模型模化cfd仿真,物理量平均叠加于整个网格。 2. 精细的空间和时间离散处-理按照以上原则,我司在这类大涡模拟中,都会尽量地加密流体空间网格以解析到更小尺度的涡团,原则上要保证全流体域各处所能解析到的 “大涡”的湍动能...
公司官网流体仿真案例--段落节选8:(更接近真实涡流的湍流/第三部分/管内障碍物绕流的大涡模拟A节)本案例是我司用“大涡流体模拟法”完成的一个平直方管流动中包含障碍物绕流的气体湍流流动。气体从左侧进入,在前半段遇到一根横穿侧壁面、斜45度布置的小方管,入口总流量恒定控制在横截面的轴向(x向)名义平均流速为5.0m/s。下图(5)为某一时刻纵向截面的流体分析流速值结果图:可见,气体在经过小方管后,上下两侧交替产生高速涡团,而小方管背风面则产生低速涡团,这其实是一种边界层分离的现象,即原来附着在小方管表面的粘性边界层流动,因为外形的突变而造成边界层脱落,形成强旋涡下面的视频,是图(5)随时间动态变...
公司官网流体仿真案例--段落节选11:(更接近真实涡流的湍流/第三部分/管内障碍物绕流的大涡模拟D节)下面的视频,是图(12)随时间动态变化的过程:下图(13)的流速图,是对图(12)的颜色比例尺缩小了显示范围,以方便观察近入口段区域流速脉动情况。由这些cfd模拟结果可见,在进入绕流干扰区域之前,前面入口段的湍流脉动,壁面比中间内核区明显更强一些。前面我们看到的cfd仿真涡流分布样态结果,都是在平面上的二维样态,而下图(14)是湍流到达小方管后旋涡加强的全流域、整体三维形态分布。它是以瞬态流速梯度张量的第二不变量为判别标准的一个等值面,面上的点具有相同的刚性旋转强度(去除了剪切旋转的成分)。【...
公司官网流体力学仿真案例--段落节选31:(多组分扩散和反应/第1部分/概述)不同温度的流体,分子热运动的激烈程度也不同;而不同组分的流体分子正是由于这种分子热运动而能够相互交融混合,流体温度越高,混合速度越快;这种基本的混合效应称为自由扩散,其热仿真规律一般认为受到斐克定律的支配。而实际工程中气体组分的扩散浓度场,则是由自由扩散和对流扩散两种效应共同决定的。我们在工艺设计时,遇到的流体中多种组分共存的情况,有时还会伴随着各组分间的相互反应。当流体的在地温度超过了反应活化能所关联的反应阈值,反应就会开始,有些是可逆反应,有些是不可逆的。我司能够流体仿真模拟在非静止流场中的以上两种情况,详见以下...
公司官网cfd仿真案例--段落节选1:(更接近真实涡流的湍流/第1部分/概述)我们在自然界和工程上遇到的绝大多数流动情况,都是属于具有强烈不规则性的湍流流动,也就是通常所说的“涡”流。当我们在实际工程中遇到需要研究诸如自然环境预测、障碍物绕流、微粒子湍流扩散、涡空化、流致噪声等情况时,更准确的“涡”形态分布信息、“涡”脉动幅值信息、“涡”脉动频率信息这些对提高cfd模拟结果的精确度是重要的。一般湍流模拟中常用的“雷诺平均法”采用统计平均形式的模化求解,对上述“涡”信息的捕捉能力较弱;我司能够利用计算量更大的“大涡模拟法”来实现流体分析求解湍流,以还原湍流中更接近真实涡流的脉动细节。虽然大涡模拟...
公司官网cfd仿真案例--段落节选13:(非常规问题的二次开发/第1部分/概述) 我们在工程上常会遇到一些意想不到、非常规的流动问题。有的是工质的流动状态似流体而非流体,不符合流体动力学原理;有的是流动工质有一些特有的、非常见的性能指标,需要设定新的物理量概念;有的是所研究的模型几何域过于庞大,需要合理的简化;有的是多种工质间的传质规律没有理论描述,需要基于实验数据开发新的理论公式,等等。我司在从事流体仿真的工作实践中,也会常遇到类似上述的问题。在流体动力学基本计算程序的基础上,我们可以通过二次开发编程,解决大部分非常规流动问题。下面,就以我们模拟的一个“堆积床动态传质”的复杂流体模拟案例,来...
杭州远筑流体技术有限公司自2014年创立以来,始终致力于为客户提供专业的多物理场仿真技术服务,其中cfd仿真是我们的主要优势领域。公司持有浙江省科技厅认证的"科技型中小企业"资质(2022年授予),技术团队由具有15+年行业经验的高年资工程师领衔,配备先进的高性能计算设备。我们的技术服务主要划分为三大方向:首先是涵盖稳态与瞬态模拟的流体仿真及热仿真;第二涉及固体结构的静动态FEA分析;第三则是包括cfd模拟结构分析耦合、热流固耦合以及流声耦合在内的复杂多物理场联合仿真。我司自成立以来,cfd仿真服务的对象涉及大气、热能、阀门、建筑、冶金、科研等近20行业的大量客户。浙江cfd仿真分析是做什么的...
公司官网cfd仿真案例--段落节选21:(流场问题的诊断与优化/第1部分/流场综合优化C节)本cfd分析案例所设计的5组导流板中,竖直上升烟道的那4组布置上属于行业常见构型,流体仿真优化主要是调整它们的布置尺寸、片数和转角等。末尾反应器顶部那1组导流板是烟气进催化剂层前的末尾一道关卡,对达成后面流场优化效果极为关键,而我司“创新”设计的“3小直片”式导流板,与行业的常见做法不同,简洁而高效(不同项目设定不同的布置尺寸和转角)。我司已将该型“3小直片”式导流板应用于多个脱硝优化项目,实际运行效果良好。另外,我司也将该型脱销导流板设计申请了“实用新型专利”,并于2022年获批通过。【案例段落、图片...
公司官网cfd仿真案例--段落节选3:(更接近真实涡流的湍流/第二部分/简单管流的自然涡流特性B节)这是我司完成模拟的一段光滑、平直、满管流方管内接近真实涡流的流体仿真,入口总流量恒定控制在横截面的轴向(x向)名义平均流速为5.0m/s。从该纵向截面上的瞬时轴向流速分布图可见,不同大小尺度的被拉长的“涡”无序地互相重叠、交织,同一轴线上各点的脉动速度差值,相对于时均速度值,有一个较为可观的比例。如果我们采用一般工程中常用的雷诺平均法(即时间平均法)来对上面这段等截面方管实施cfd模拟,所得的湍流流动结果,除了近壁区域流速会逐渐趋近于零,管内绝大部分区域流速将会非常均匀,速度场中不会看到任何“涡...
公司官网流体仿真案例--段落节选20:(流场问题的诊断与优化/第1部分/流场综合优化B节)从cfd仿真所得<优化后的流速分布图>和<优化后的流速分方向矢量图>可见,我司首先修改了反应器顶部的外形轮廓,并在竖直上升烟道设计了4组导流板,在反应器顶部设计了1组导流板(3小直片),末了使得烟气在进入首层催化剂层前流速大小变得非常均匀,流动方向也是基本竖直,不再有明显偏斜倾向。从<优化后的氨气浓度>cfd模拟结果图可见, 烟气在末了到达首层催化剂层前氨气浓度是非常均匀的。氨气点状的等量喷射只是末了氨浓度均匀的必要条件,而非充分条件。之所以末了达到很好的效果,我司在氨气喷射位置以前设计的那3组导流板也是...
公司官网cfd仿真案例--段落节选36:(多孔介质/前言A节)多孔介质材料在工业上应用大面积,而在需要流体力学仿真的设备中,这类介质更是被常用于气液过滤、表面反应、热交换、粒子吸附等需要大面积流-固接触的工艺上。依据不同的工艺要求,多孔介质材料在构造上有些是各向同性的,有些是各向异性的,而实际工程运用中又以各向异性的材料居多。以下三图为常见的多孔介质材料:介质(1)纤维编织滤布主要用于气体微粒过滤,因厚度较薄,流体仿真时宏观上可以认为是面状的多孔介质。由于织造纤维的密集度极高,气体在进入微孔纤维后沿布面平行方向渗透时的阻力会很大;而气体会尽量沿接近原入射角的角度出射离开纤维层,这是极符合气流极...
公司官网cfd仿真案例--段落节选4:(更接近真实涡流的湍流/第二部分/简单管流的自然涡流特性C节)前述图(2)模拟中的湍流计算,我司所采用的方法则是科研上常用的大涡模拟流体分析法(即亚网格过滤法)。而之所以能在这么宏观上简单、均匀的流动中,还原出如此紊乱无序、大小不一的“旋涡”样态,主要基于以下几点: 1. 大涡模拟法的理论优势-该湍流模型的主要思想是:大、中尺度(跨网格尺度)的湍流“涡”,直接使用流体动力学理论方程进行瞬态的流体仿真,而只对小尺度(亚网格尺度)湍流脉动“涡”建立基于时间平均法的统计平均模型并求解,这样就我们能够解析占总湍动能很大比例的大、中尺度湍流“涡”的分布,足以还原较大...
公司官网热仿真案例--段落节选34:(多组分扩散和反应/第二部分/热解气扩散和反应模拟C节)由以上两图可见,<反应速率分布>中的大红色极高速反应区,即对应<总体温度场>中的火焰中心区。一燃室的燃烧速率,周边区域与火焰中心区的差距很大,火焰中心区明显可见高浓度氧气喷射形成的高速率条带;二燃室的燃烧速率,则相对来说更均匀一些,大致分布也与温度场的形态相符。以上各流体仿真浓度场结果图,量值大小均为质量占比分数。由cfd仿真所得<水蒸气H2O浓度场>可见,气体所得薄层区右段外加的大流量碳化用水蒸气,扩散后的浓度很大,甚至局部压制了燃烧反应。而该图中部的条带状浅蓝色印记,则是H2O作为燃烧反应生成物的低...
公司官网热仿真案例--段落节选14:(非常规问题的二次开发/第二部分/堆积床动态传质的二次开发A节) 本次cfd仿真的内容是一型生物质热解炉料层热解及燃烧反应,其用于实施cfd模拟的基本工艺条件是:底部为生物质颗粒的堆积料层区,物料通过螺旋搅拌机构上下翻转并缓慢向前推进,顶部为燃烧室;通过人为外加的初始阶段的热解热量,料层区颗粒开始热解并向燃烧室析出有机混合气体;配合进风喷口的常温空气供应,热解混合气持续保持中低温燃烧,并通过气体对流和气体辐射向下部料层传递热量以维持持续的热解;料层在热解的过程中质量会减少,沿轴向的高度逐渐变小;空气量合适的话,上、下气体和固体区域均能保持温度场的动态稳定。另...
我们的技术宗旨,首先是要“审慎”-针对"量"的准确性需要建立多重核查机制。在流体仿真全流程中,从几何建模到参数设定涉及大量数据输入环节,包括结构尺寸、材料属性以及边界条件等关键参数,必须通过多人交叉验证的方式杜绝基础性数据错误;其次是要“准确”-在涉及"质"的关键问题时,应避免随意简化处理。以多相流cfd模拟为例,相间耦合作用是否纳入考量,会因工艺参数差异导致完全不同的误差表现,必须结合具体工况审慎评估,不可草率采用非耦合假设;再次是要“可信”-工程实践中建议采取高于基准的设计标准。以结构件强度优化为例,虽然行业规范已明确极低安全系数要求,但为确保产品可靠性,应当将安全系数提升至超出规范限定值...
杭州远筑流体技术有限公司,是一家专业从事以cfd仿真为主、兼顾其它多物理场耦合仿真的技术服务型公司,我们期待为各类科研、工业和工程方向客户,提供适合各自需求的、有价格竞争力的流体仿真相关服务。本公司成立于2014年,在硬件上配备有良好的高性能计算设备,主要技术骨干拥有15年以上行业从业经验,并能紧跟行业的技术革新趋势。我司在2022年获得省科技厅颁发的 “浙江省科技型中小企业” 资格证书。我们在物理仿真业务上涉及的技术领域,大方向上包括以下3个板块:·CFD力学仿真、热仿真(静态、动态)·FEA固体结构分析(静态、动态)·多场耦合模拟(流固、热流固、流声)专业应对极端气流场景,远筑流固仿真为大...
公司官网流体模拟案例--段落节选37:(多孔介质/前言B节)介质(2)竖直微孔催化剂主要用于气相表面反应,气流只能沿平行的竖直微孔群单向通行。微孔表面较为粗糙,气体经过这样一段催化剂层后会有明显的阻力压差,而这段压差是沿催化剂层厚度范围渐变累积的。介质(3)密布单向管道堆主要用于气体热交换,在这里“多孔”的概念是指管道间的有大量细密、狭窄的气流间隙。该cfd仿真条件图中,主气流将沿竖直方向、自上而下穿越3层管道堆。两侧的环形连接管区在安装完成后将被封闭不在主气流区内。只要这些水平管的布置形式及管间距是统一的(沿横截面矩阵式对齐布置,或者隔行交错布置),那么这种大体积的管堆区域就可以认为是“均匀...
远筑流固仿真服务目标:通过上面所介绍的我司在流体仿真领域所具有的一些能力,我们希望能够为客户的研发和工艺设计工作带来以下收益:· 缩短研发周期,降低实物试验的成本。· 在工程投标阶段,初步的cfd仿真、热仿真结果有利于展示技术实力。· 在工艺设计中少走弯路,并增进工艺人员对力学仿真原理的理解。· 在大型项目上,降低实际工程的风险。· 通过较长时间的合作,使企业形成工艺规范中与流体及结构相关的企业标准。我们将秉承 “严谨、细致、稳妥、可靠” 的技术理念,在仿真领域不断探索,寻求优化设计的简洁之路,以期获得工程理论和实践的较好契合。从常规流动热仿真到复杂工况流体仿真,远筑流固仿真覆盖常见工程应...
公司官网流体仿真案例--段落节选17:(非常规问题的二次开发/第二部分/堆积床动态传质的二次开发D节) 3. 部分cfd仿真结果图片-以下三图分别为在气体薄层区析出的热解气、热解风和水蒸气的源项位置示意图。其中,热解气析出速率与料层的温度有关联,下图靠中间的大红色为热解速率上波峰,靠左边黄色域为次波峰。下面两图为热解-燃烧工况稳定以后的热仿真总体温度场分布图。料层高度下降极快的位置,与前面图中热解速率波峰的位置一致。料层横截面的温度是均匀的。气体区底部的局部低温是因为热解风和水蒸气的加注,中间的高温区即为火焰中心区。下面两图为料床单独的正视放大图,颜色比例尺分别**料床高度系数和温度。其中...
公司官网cfd仿真案例--段落节选25:(多相流/第1部分/喷雾模拟A节)在流动气体中设置喷嘴,并喷射特定液体以雾化气体相从而实现特定的工艺目标,在流体设备中是很常见的。液体以液膜形式离开喷嘴并末了破碎成液滴,之后液滴在气流中行进将受到气体拽力、重力、升力、布朗力和蒸发传热等的共同作用,同时高雷诺数气流中的湍流涡团也会对雾滴轨迹的热仿真有强烈影响。另一方面,喷雾液体相的动能和重力势能也会反过来影响原来的气流分布;虽然喷雾液滴在整个气体空间所占体积比重很小,但单位体积内的质量比重一般会达到一定数量级,尤其是在喷嘴附近区域,这些将足以改变原来单相气流的原始分布。同时考虑了以上两点的流体仿真,称为“...
公司官网cfd分析案例--段落节选28:(多相流/第二部分/气固耦合模拟B节)另一方面,固体颗粒相的动能和重力势能也会反过来影响原来的气流分布;虽然固体颗粒在整个气体空间所占体积比重很小,但单位体积内的质量比重一般会达到一定数量级,尤其是在固相入射口附近区域,这些将足以改变原来单相气流的原始分布。同时考虑了以上两点的流体仿真,称为“气固两相耦合”。 下图两图,为某一锅炉尾气半干法脱硫设备cfd仿真的几何模型和考虑“气固两相耦合”灰循环浓度场模拟结果。气流从下方进入,从上方离开;灰颗粒相从文丘里变径管右上方进入,该处附近形成极高浓度区。颜色示意为灰浓度值的大小,红色为极高,蓝色为极低,逐渐形成过...
公司官网流体仿真案例--段落节选41:(热流固耦合/第1部分/弯曲方管单向热流固耦合模拟A节)本案例热仿真要研究的对象,是一型带有液体加热功能的弯曲方形管道内的流动情况及其中间一段管道壁的受力情况(如下面<几何模型图>中紫色段所示)。管道材料为结构钢,棱边均已倒圆角;力学仿真边界条件:左边为液体入口,右侧为出口,进口流速10.0m/s,进口温度常温20℃,出口压力为0Pa。该紫色段管道位于三向转弯处,其两端连接形式,考虑适当降低热膨胀效应设计为半刚性连接:管道下端面为完全刚性固定端,管道上端面为刚性截面且单单限ZX平面内自由移动和转动(Y向完全不动)。【案例段落、图片均为平台随机抽取,详情请点...
公司官网cfd仿真案例--段落节选27:(多相流/第二部分/气固耦合模拟A节)气固两相流在工业领域内大面积存在,尤其是在热能、环保、矿山、冶炼等重工业行业中常常影响到工艺关键技术的形成。我们对实施这类复杂的关联流体仿真模拟有足够的经验,希望能通过cfd分析为客户解决相关的困惑。固体相要在气流中形成稳定分布,其存在基本都是以细微的颗粒形式,粒径大小有时分布会很宽广,小至微米级大到毫米级;固体颗粒在气流中行进,将受到气体拽力、重力、升力、壁面磨损和颗粒碰撞等的共同作用,同时高雷诺数气流中的湍流涡团也会对颗粒轨迹有强烈影响。【案例段落、图片均为平台随机抽取,详情请点击我司官网】远筑流固仿真在气体相关...
公司官网流体仿真案例--段落节选38:(多孔介质/第1部分/包含纤维滤布的模拟)下图为某一布袋除尘器模拟结果的几何模型。整个中部仓室,密集布置圆条状滤袋(与前面的介质实物图类似),滤袋底部封闭不透气,滤袋上口敞开,侧面为纤维滤布。气体由左下方进入中部仓室,然后必须由滤袋侧面进入滤袋 ,并经滤袋上口进入上部仓室末尾从左上方离开。从下图cfd仿真所得的<气体压力场>可见,因为多孔纤维滤布的存在,且气体进入滤袋是末了离开设备的必经途径,大部分高度范围的滤袋内、外有一个大约50~100 Pa范围的稳定压差,而这种内外压差是突变的。从流体分析所得<气体速度场>可见,由于滤袋内外稳定压差的存在,气体进入各...
公司官网流体仿真案例--段落节选23:(流场问题的诊断与优化/第三部分/喷雾参数优化A节)本案例为一型车用催化消声器的喷雾参数调整cfd仿真优化。汽车尾气从左侧进,经过前面的多孔消声圆盘和中间的催化剂层,从右面出。氨水通过入口处顶面的喷嘴雾化,并顺流斜向下喷入。该工艺要求喷出后的氨水雾滴,不能碰外壁和接触催化剂层,且空间分布能够尽量宽广些,大部分在多孔消声圆盘和催化剂层之间的区域蒸发完毕。本案例热仿真,保持喷雾轴线和喷射初速度不变,并尝试2种不同的雾滴粒径(雾滴轨迹的颜色示意为不同雾滴粒径在某位置的大小)。【案例段落、图片均为平台随机抽取,详情请点击我司官网】远筑流固仿真长期为客户优化流场设计...
我们希望通过践行以下共十六字技术方针,来助力客户的提升设计水准:首先要“数据真实”对于本质性问题的处理需要格外严谨。就像多相流cfd分析中,相间耦合效应的取舍会明显影响不同生产条件下的计算精度,这种关键参数的设置必须基于实际场景进行针对性决策,不能简单采取解耦处理方案。第二要“过程可控”,数值类参数的管控必须建立闭环校验体系。流体计算过程中涉及的各类量化参数——无论是模型尺寸、物性参数还是边界条件设置,都需要通过多环节、多人次的交叉复核,才能有效预防系统性cfd仿真误差的产生。第三要“交付稳定”,技术规范的极低要求单单应作为设计起点。对于结构强度这类关键性能参数,明智的做法是在满足行业基本安全...
远筑流固仿真服务目标:通过上面所介绍的我司在流体仿真领域所具有的一些能力,我们希望能够为客户的研发和工艺设计工作带来以下收益:· 缩短研发周期,降低实物试验的成本。· 在工程投标阶段,初步的cfd仿真、热仿真结果有利于展示技术实力。· 在工艺设计中少走弯路,并增进工艺人员对力学仿真原理的理解。· 在大型项目上,降低实际工程的风险。· 通过较长时间的合作,使企业形成工艺规范中与流体及结构相关的企业标准。我们将秉承 “严谨、细致、稳妥、可靠” 的技术理念,在仿真领域不断探索,寻求优化设计的简洁之路,以期获得工程理论和实践的较好契合。基于对斐克定律和自由扩散的流体仿真,远筑流固仿真致力于解决复杂...
公司官网cfd仿真案例--段落节选12:(更接近真实涡流的湍流/第三部分/管内障碍物绕流的大涡模拟E节)末尾我们来看下本案例流体仿真模拟结果的压力分布情况,下图(15)是某一时刻纵向截面的瞬态静压力分布值,出口压力设定为0(Pa)。可见,在小方管迎风面是极高压点,小方管背风面是极低压点;后面的涡流尾迹区,因为流速的强烈脉动,也造成了压力的非规则性的强烈波动。下图(16)是纵向截面静压力场的“时间平均”值。小方管背风面的十字交叉点,是压力采样点,该点静压力值随时间的变化情况见流体分析结果图(17)。可见,采样点区域的压力脉动是很强烈的,形态上类似于非等幅的随机振动,上、下极限脉动幅值超过50 P...
公司官网cfd分析案例--段落节选24:(流场问题的诊断与优化/第三部分/喷雾参数优化B节)从<纵向中间截面-气体流速分布图>可见,气体经过圆盘后流速总体变得明显更均匀些,这也是该工艺要求雾滴尽量在该圆盘以后的附近区域蒸发完毕的原因。从< 60μm粒径喷雾轨迹>流体仿真结果图可见,采用该雾化粒径明显颗粒偏大,喷射轨迹呈直线状,雾滴大量碰触外壁,造成粘附,不符合要求。从下图热仿真所得的<40μm粒径喷雾轨迹图>可见,采用该雾化粒径条件下,雾滴基本没有碰外壁,且大部分在多孔消声圆盘和催化剂层之间的区域蒸发完毕,符合要求。喷雾参数优化模拟,除了上述的雾化粒径调整外,我们也可以采取调整喷雾轴线、喷射初...