【技术实现步骤摘要】
基于计算流体力学的实际气体物性仿真方法及系统
[0001]本专利技术涉及基于实际气体物性的计算流体力学仿真领域，特别是涉及基于计算流体力学的实际气体物性仿真方法及系统。
技术介绍
[0002]本部分的陈述仅仅是提到了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]超临界二氧化碳(S
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CO2)动力循环由于其结构紧凑、效率更高和循环布局更简单，近年来引起了广泛关注。S
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CO2被认为是一种极好的工作流体，因为它具有许多优点，例如与H2O或其他流体相比容易达到临界点、可用性以及与其他气体相比的低全球变暖潜势。对于0.1到25MW范围内的功率循环，使用S
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CO2允许范式转变为使用高效的径流式涡轮机。因为高密度工作流体、相对较低的流速和低比转速度的综合作用，可以使用功率密度更高的涡轮机械。有机朗肯循环(ORC)也得到了类似的关注，它利用热力学特性确保低温热源和高密度工作流体之间的更好匹配。
[0004]在这些循环中，非理想气体的热力学现象是必须注...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于计算流体力学的实际气体物性仿真方法，其特征是，包括：获取超临界二氧化碳涡轮机的进出口参数，所述进出口参数，包括：温度、压力和涡轮机的转速；对超临界二氧化碳涡轮机进行全三维建模，对建立的三维模型进行空间上的网格划分；基于获取的进出口参数和网格划分后的三维模型，对超临界二氧化碳涡轮机中的实际气体物性进行计算流体力学仿真，得到涡轮机内部的流场分布及流动情况。2.如权利要求1所述的基于计算流体力学的实际气体物性仿真方法，其特征是，划分的网格要达到进行计算流体力学仿真的需求。3.如权利要求1所述的基于计算流体力学的实际气体物性仿真方法，其特征是，基于获取的进出口参数和网格划分后的三维模型，对超临界二氧化碳涡轮机中的实际气体物性进行计算流体力学仿真，得到涡轮机内部的流场分布及流动情况；具体包括：(1)针对黎曼问题构建内能场e，压力场p，温度场T，当地声速场a，密度速度矢量场ρU，速度场U，密度能量场ρE，焓场h，以初始化计算流体力学仿真，初始实际气体物性由查表法以p和e为输入参数进行查表；(2)更新多参考系MRF内边界条件上的参数，初始化物理仿真时间并给定计算步长ΔT；所述边界条件，是指涡轮机三维模型的进出口参数和涡轮机壁面；所述参数，包括温度和压力；(3)判断当前迭代数i是否小于子循环数；如果是，就进入下一步；如果否，就结束一个物理时间步长的计算；(4)判断当前龙格
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库塔Runge
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Kutta加速迭代数β是否小于设定阈值；如果是，就进入下一步；如果否，就对当前迭代数i进行加1处理，返回上一步；(5)使用压力场p、速度场U和内能场e，通过检索实际气体物性表，对仿真边界上的数值进行修正及更新；(6)计算Godunov通量，并求解控制方程；(7)更新多参考系MRF的系数，以求解旋转参考系下实际气体的流动状态；(8)使用更新后的多参考系MRF的系数更新角度ρ和内能场e；(9)通过更新后的ρ和内能场e使用割线法更新压力场p；(10)使用压力场p和内能场e更新焓场h、温度场T、当地声速场a、ρ和边界上的值；(11)使用上一步得到的物性参数，通过求解控制方程更新MRF系数和湍流特征值；(12)对迭代数β进行加一操作，返回(4)。4.如权利要求3所述的基于计算流体力学的实际气体物性仿真方法，其特征是，所述计算Godunov通量，并求解控制方程；具体包括：适用于多参考系的连续性方程：其中，v
rel
是相对速度矢量，t是时间步长，为微分数学算符；适用于多参考系的动量方程：
其中，v是速度矢量，Ω是角速度矢量，σ是总剪切应力矢量；适用于多参考系的能量方程：其中，t是时间步长，v
rot
是旋转速度矢量，λ是导热系数，μ是动力黏度，μ
T
是湍流动力黏度，TKE是湍动能。5.如权利要求3所述的基于计算流体力学的实际气体物性仿真方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐建荟，徐进良，韩奎华，秦侃，肖永清，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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