基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法及系统，涉及阻垢器的技术领域，旨在解决对阻垢器外形及内置芯片结构的设计通常难以结合各种因素综合判断和分析结构对流体介质力学状态影响的问题。其技术方案要点是利用Gambit构建阻垢器模型，网格化阻垢器模型，指定流体进出边界；将阻垢器模型导入Fluent软件中，设定控制方程、控制参数、物性参数和流体进出条件，迭代计算并进行收敛性检验，输出可视化结果；分析和判断通过阻垢器的流体模拟情况，根据流体模拟情况调整阻垢器结构。本发明专利技术通过模型结构差异引起的参数差异判断与分析结构对流体介质力学状态的影响，对结构设计或优化方向给出基于数值模拟技术的理论指导。论指导。论指导。

【技术实现步骤摘要】
基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法及系统


[0001]本专利技术涉及阻垢器的
，尤其是涉及一种基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法及系统。

技术介绍

[0002]功能合金材料阻垢器发挥阻垢效能的关键除了材料本身外，还与流体介质与材料的接触程度密切相关。在设计阻垢材料芯片形状以及阻垢材料芯片组时，流体流动应同时满足以下条件：
①
应有足够的与芯片的接触时间；
②ꢀ
应与芯片保持最大的接触面积；
③ꢀ
应保持均匀分布的紊态流场状态；
④ꢀ
应获得尽可能均匀的压力分布；
⑤
应获得尽可能小的压降。
[0003]但是目前对阻垢器外形及内置芯片结构的设计通常难以结合各种因素综合判断和分析结构对流体介质力学状态的影响，因此无法对阻垢器的结构设计提供准确理论指导，该问题有待解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法及系统，采用Fluent流体仿真技术对阻垢器进行流体模拟实验，为阻垢器结构材料和结构涉及提供理论指导，以保证阻垢器设计的合理性。
[0005]本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法，包括以下步骤：利用Gambit构建阻垢器模型，网格化阻垢器模型，指定流体进出边界；将阻垢器模型导入Fluent软件中，设定控制方程、控制参数、物性参数和流体进出条件，迭代计算并进行收敛性检验，输出包括压力云图、流速云图和流线图的可视化结果；结合压力云图、流速云图和流线图分析和判断通过阻垢器的流体模拟情况，根据流体模拟情况调整阻垢器结构。
[0006]本专利技术进一步设置为：利用Gambit构建阻垢器模型包括以下步骤：构建多个阻垢器模型，并对每个阻垢器模型分别定义标识号，标识号包含有对应阻垢器具有的所有部件特征代号，防垢器的不同部位均对应有多个部件特征。
[0007]本专利技术进一步设置为：针对同一阻垢器模型多次设定不同控制参数、物性参数和流体进出条件，分别进行迭代计算和收敛性检验，输出可视化结果并获得流体模拟情况，对比多次流体模拟情况，获得不同阻垢器模型对应的最佳流体参数条件，或者在同一流体参数条件下的最佳阻垢器模型。
[0008]本专利技术进一步设置为：对比多次流体模拟情况包括以下步骤：对流体模型情况从多个方面进行评价，将评价结果作为样本利用自组织神经网络的聚类算法，找寻样本中的内在规律，归纳总结不同特征部件及其结合对流体模型情况的影响结果。
[0009]本专利技术进一步设置为：根据不同部件及其结合对流体模型情况的影响结果调整阻垢器结构。
[0010]本专利技术进一步设置为：通过压力云图，观察孔道内压强差异，辅助判断紊流区域、死水区域分布特点，同时考察水头损失。
[0011]本专利技术进一步设置为：通过流速云图，观察孔道内元流流速差异，判断紊流区域、死水区域分布特点。
[0012]本专利技术进一步设置为：通过流线图，观察孔道内元流沿水流方向的流线间流速差异，判断水随壁面改变时流动的响应情况。
[0013]本专利技术的上述专利技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的系统，包括：模型构建模块，用于利用Gambit构建阻垢器模型，网格化阻垢器模型，指定流体进出边界；仿真模块，用于将阻垢器模型导入Fluent软件中，设定控制方程、控制参数、物性参数和流体进出条件，迭代计算并进行收敛性检验，输出包括压力云图、流速云图和流线图的可视化结果；分析模块，用于结合压力云图、流速云图和流线图分析和判断通过阻垢器的流体模拟情况，根据流体模拟情况调整阻垢器结构。
[0014]本专利技术进一步设置为：还包括：标识号生成模块，用于对构建的每个阻垢器模型分别定义标识号，标识号包含有对应阻垢器具有的所有部件特征代号，防垢器的不同部位均对应有多个部件特征。
[0015]综上所述，本专利技术的有益技术效果为：本专利技术将分析结论用于指导实践生产的理论或数据，即通过模型结构差异引起的参数差异判断与分析结构对流体介质力学状态的影响，从而对结构设计或优化方向给出基于Fluent数值模拟技术的理论指导，并结合已有设计给出验证或优化结论，令阻垢器设计更合理。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例一的流程图。
具体实施方式
[0017]实施例一本专利技术公开了一种基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法，参照图1，包括以下步骤：S1、利用Gambit构建阻垢器模型，网格化阻垢器模型，指定流体进出边界。Gambit是为了帮助建立并网格化计算流体力学模型的一个软件包。
[0018]S2、将阻垢器模型导入Fluent软件中，设定控制方程、控制参数、物性参数和流体进出条件，迭代计算并进行收敛性检验，输出包括压力云图、流速云图和流线图的可视化结果。通过Fluent软件模拟在特定条件下流体流经阻垢器的过程，对原本难以观测研究流体扩散过程进行可视化分析。
[0019]S3、结合压力云图、流速云图和流线图分析和判断通过阻垢器的流体模拟情况，根据流体模拟情况调整阻垢器结构。
[0020]通过压力云图，观察孔道内压强差异，辅助判断紊流区域、死水区域分布特点，同时考察水头损失。通过流速云图，观察孔道内元流流速差异，判断紊流区域、死水区域分布特点。通过流线图，观察孔道内元流沿水流方向的流线间流速差异，判断水随壁面改变时流动的响应情况。将流线图处理为动态视频，较流线图观察更是为直观。
[0021]本申请从压力云图、流速云图和流线图多角度综合分析阻垢器模型，这是由于某些指标之间的优化趋势并不是一致的。比如，单考虑清晰的螺旋流线流动可能导致出现大面积死水区域；同理，如单考虑更大的接触面积可能导致不经济的水头损失，即变量之间就最优化结构的总体设计而言存在一个最适值而非某一变量的最优化值。因此，需要综合评价阻垢器模型的优劣，做好取舍与平衡。
[0022]在本实施例中，为了比较不同阻垢器结构对流体扩散过程的影响结果，需要依据不同的阻垢器设计结构构建多个阻垢器模型，并对每个阻垢器模型分别定义标识号，标识号包含有对应阻垢器具有的所有部件特征代号，防垢器的不同部位均对应有多个部件特征。不同部件特征有材料、形状、尺寸等差异，例如阻垢器包括有阻垢芯片，不同旋转角度、不同材质、不同尺寸的阻垢芯片分别为不同的部件特征，也就对应不同的部件特征代号，再比如说直孔与叶片式流道也是不同的部件特征代号，这些部件特征代号在阻垢器模型的标识号中有所体现，研究人员能够根据标识号迅速获得两个阻垢器模型之间的区别部件特征，体现了更为有效且可靠的数据管理能力，同时提高了工作效率。
[0023]针对同一阻垢器模型多次设定不同控制参数、物性参数和流体进出条件，分别进行迭代计算和收敛性检验，输出可视化结果并获得流体模拟情况，对比多次流体模拟情况，获得不同阻垢器模型对应的最佳流体参数条件，或者在同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法，其特征在于，包括以下步骤：利用Gambit构建阻垢器模型，网格化阻垢器模型，指定流体进出边界；将阻垢器模型导入Fluent软件中，设定控制方程、控制参数、物性参数和流体进出条件，迭代计算并进行收敛性检验，输出包括压力云图、流速云图和流线图的可视化结果；结合压力云图、流速云图和流线图分析和判断通过阻垢器的流体模拟情况，根据流体模拟情况调整阻垢器结构。2.根据权利要求1所述的基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法，其特征在于，利用Gambit构建阻垢器模型包括以下步骤：构建多个阻垢器模型，并对每个阻垢器模型分别定义标识号，标识号包含有对应阻垢器具有的所有部件特征代号，防垢器的不同部位均对应有多个部件特征。3.根据权利要求2所述的基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法，其特征在于：针对同一阻垢器模型多次设定不同控制参数、物性参数和流体进出条件，分别进行迭代计算和收敛性检验，输出可视化结果并获得流体模拟情况，对比多次流体模拟情况，获得不同阻垢器模型对应的最佳流体参数条件，或者在同一流体参数条件下的最佳阻垢器模型。4.根据权利要求3所述的基于Fluent流体仿真技术优化阻垢器的方法，其特征在于，对比多次流体模拟情况包括以下步骤：对流体模型情况从多个方面进行评价，将评价结果作为样本利用自组织神经网络的聚类算法，找寻样本中的内在规律，归纳总结不同特征部件及其结合对流体模型情况的影响结果。5.根据权利要求4所述的基于Fluen...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐烨飞，叶天宝，
申请(专利权)人：江苏极能低碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：