流体动力学仿真软件的仿真设定方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种流体动力学仿真软件的仿真设定方法及系统，该方法包括：选定仿真工质的自变量物性参数、自变量物性参数的取值范围、自变量物性参数的取值范围内的取值点数以及自变量物性参数的点值；将自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件，得到仿真工质与自变量物性参数相对应且选定的因变量物性参数的点值；根据自变量物性参数、自变量物性参数的取值范围、自变量物性参数的取值范围内的取值点数、自变量物性参数的点值、因变量物性参数以及因变量物性参数的点值，构建仿真工质的自定义物性表；将仿真工质的自定义物性表导入流体动力学仿真软件以完成对流体动力学仿真软件的仿真设定。力学仿真软件的仿真设定。力学仿真软件的仿真设定。

【技术实现步骤摘要】
流体动力学仿真软件的仿真设定方法及系统


[0001]本专利技术涉及计算流体力学仿真
，特别是涉及一种流体动力学仿真软件的仿真设定方法及系统。

技术介绍

[0002]目前小型低温氦透平膨胀机实际运行的温度和压力区间常常使得氦气工质表现出实际气体的性质。而ANSYS仿真软件中仅有氦气工质的理想气体物性库，这就使得利用ANSYS仿真软件进行小型低温氦透平膨胀机的实际性能模拟计算时，计算结果存在相当的误差。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术提供一种能够提高流体动力学仿真软件对以仿真工质作为工质的透平膨胀机的实际性能的模拟计算精准率的流体动力学仿真软件的仿真设定方法及系统。
[0004]一种流体动力学仿真软件的仿真设定方法，包括以下步骤：
[0005]选定仿真工质的自变量物性参数、所述自变量物性参数的取值范围、所述自变量物性参数的取值范围内的取值点数以及所述自变量物性参数的点值；
[0006]将所述自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件，得到所述仿真工质与所述自变量物性参数相对应且选定的因变量物性参数的点值；
[0007]根据所述自变量物性参数、所述自变量物性参数的取值范围、所述自变量物性参数的取值范围内的取值点数、所述自变量物性参数的点值、所述因变量物性参数以及所述因变量物性参数的点值，构建能够适配流体动力学仿真软件的所述仿真工质的自定义物性表；
[0008]将所述仿真工质的自定义物性表导入所述流体动力学仿真软件以完成对所述流体动力学仿真软件的仿真设定，以实现所述流体动力学仿真软件对以所述仿真工质作为工质的透平膨胀机的实际性能的模拟计算。
[0009]在其中一个实施例中，所述自变量物性参数包括温度和压力，所述自变量物性参数的取值范围包括所述温度的取值范围和所述压力的取值范围，所述自变量物性参数的取值范围内的取值点数包括所述温度的取值范围内的取值点数和所述压力的取值范围内的取值点数，所述自变量物性参数的点值包括所述温度的点值和所述压力的点值。
[0010]在其中一个实施例中，所述因变量参数包括第一因变量参数，所述第一因变量参数包括比焓、比声速、比体积、比定容热容、比定压热容、定温条件下压力随密度的变化率、比熵、动力粘度以及热导率中的至少一个，所述将所述自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件，得到所述仿真工质与所述自变量物性参数相对应且选定的因变量物性参数的点值的步骤包括：
[0011]将所述温度和所述压力同时设定为两个相互独立的自变量，构建第一物性参数表，所述第一物性参数表的横向上分散有m个不同的温度节点，所述第一物性参数表的纵向
上分散有n个不同的压力节点，m≥2且n≥2；
[0012]将所述第一物性参数表上的数据点的点值导入所述仿真工质物性参数计算软件的计算模块，以输出所述仿真工质在所述数据点上的第一因变量参数的点值,所述数据点的点值包括与所述数据点对应的所述温度节点和所述压力节点的点值。
[0013]在其中一个实施例中，所述第一因变量参数还包括定温条件下压力随比体积的变化率，所述定温条件下压力随比体积的变化率由所述定温条件下压力随密度的变化率求导变换计算得到；
[0014]求导变换所涉及的计算公式如下：
[0015][0016]其中：表示定温条件下压力随密度的变化率；表示定温条件下压力随比体积的变化率；P表示仿真工质的压力；ρ表示仿真工质的密度；ν表示仿真工质的比体积。
[0017]在其中一个实施例中，在执行将所述仿真工质的自定义物性表导入所述流体动力学仿真软件以完成对所述流体动力学仿真软件的仿真设定的步骤之前，所述流体动力学仿真软件的仿真设定方法还包括：
[0018]对所述第一物性参数表的分辨率进行无关性检测。
[0019]在其中一个实施例中，所述因变量参数还包括第二因变量参数，所述第二因变量参数包括饱和态温度、液相饱和态下的所述第一因变量参数以及气相饱和态下的所述第一因变量参数中的至少一个，所述将所述自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件，得到所述仿真工质与所述自变量物性参数相对应且选定的因变量物性参数的点值的步骤还包括：
[0020]将所述压力单独设定为自变量，构建第二物性参数表，所述第二物性参数表的纵向上分散有n个不同的压力节点，n≥2；
[0021]将所述第二物性参数表上的压力节点的点值导入所述仿真工质物性参数计算软件的计算模块，以输出所述仿真工质在所述压力节点上的第二因变量参数的点值。
[0022]在其中一个实施例中，所述将所述自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件，得到所述仿真工质与所述自变量物性参数相对应且选定的因变量物性参数的点值的步骤包括：
[0023]将所述自变量物性参数的点值载入表格文件中，得到物性参数数据表格；
[0024]将所述物性参数数据表格与所述仿真工质物性参数计算软件进行耦接，以使所述仿真工质物性参数计算软件计算并输出所述仿真工质与所述自变量物性参数相对应且选定的因变量物性参数的点值。
[0025]在其中一个实施例中，所述流体动力学仿真软件为ANSYS仿真软件，所述将所述仿真工质的自定义物性表导入所述流体动力学仿真软件以完成对所述流体动力学仿真软件的仿真设定的步骤包括：
[0026]将所述仿真工质的自定义物性表保存为RGP的形式然后导入至所述ANSYS仿真软件中。
[0027]在其中一个实施例中，所述仿真工质的自定义物性表包括表头和数据两部分，所述表头包括所述仿真工质的名称、气液状态、自变量物性参数的名称以及因变量物性参数的名称，所述数据包括所述自变量物性参数的点值和所述因变量物性参数的点值。
[0028]一种流体动力学仿真软件的仿真设定系统，包括：
[0029]选定模块，用于选定仿真工质的自变量物性参数、所述自变量物性参数的取值范围、所述自变量物性参数的取值范围内的取值点数以及所述自变量物性参数的点值；
[0030]计算模块，用于将所述自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件，得到所述仿真工质与所述自变量物性参数相对应且选定的因变量物性参数的点值；
[0031]物性表建立模块，用于根据所述自变量物性参数、所述自变量物性参数的取值范围、所述自变量物性参数的取值范围内的取值点数、所述自变量物性参数的点值、所述因变量物性参数以及所述因变量物性参数的点值，构建能够适配流体动力学仿真软件的所述仿真工质的自定义物性表；
[0032]仿真模块，用于将所述仿真工质的自定义物性表导入所述流体动力学仿真软件以完成对所述流体动力学仿真软件的仿真设定，以实现所述流体动力学仿真软件对以所述仿真工质作为工质的透平膨胀机的实际性能的模拟计算。
[0033]本申请提供的流体动力学仿真软件的仿真设定方法，首先选定仿真工质的自变量物性参数、自变量物性参数的取值范围、自变量物性参数的取值范围内的取值点数以及自变量物性参数的点值，然后将自变量物性参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流体动力学仿真软件的仿真设定方法，其特征在于，包括以下步骤：选定仿真工质的自变量物性参数、所述自变量物性参数的取值范围、所述自变量物性参数的取值范围内的取值点数以及所述自变量物性参数的点值；将所述自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件，得到所述仿真工质与所述自变量物性参数相对应且选定的因变量物性参数的点值；根据所述自变量物性参数、所述自变量物性参数的取值范围、所述自变量物性参数的取值范围内的取值点数、所述自变量物性参数的点值、所述因变量物性参数以及所述因变量物性参数的点值，构建能够适配流体动力学仿真软件的所述仿真工质的自定义物性表；将所述仿真工质的自定义物性表导入所述流体动力学仿真软件以完成对所述流体动力学仿真软件的仿真设定，以实现所述流体动力学仿真软件对以所述仿真工质作为工质的透平膨胀机的实际性能的模拟计算。2.根据权利要求1所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法，其特征在于，所述自变量物性参数包括温度和压力，所述自变量物性参数的取值范围包括所述温度的取值范围和所述压力的取值范围，所述自变量物性参数的取值范围内的取值点数包括所述温度的取值范围内的取值点数和所述压力的取值范围内的取值点数，所述自变量物性参数的点值包括所述温度的点值和所述压力的点值。3.根据权利要求2所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法，其特征在于，所述因变量参数包括第一因变量参数，所述第一因变量参数包括比焓、比声速、比体积、比定容热容、比定压热容、定温条件下压力随密度的变化率、比熵、动力粘度以及热导率中的至少一个，所述将所述自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件，得到所述仿真工质与所述自变量物性参数相对应且选定的因变量物性参数的点值的步骤包括：将所述温度和所述压力同时设定为两个相互独立的自变量，构建第一物性参数表，所述第一物性参数表的横向上分散有m个不同的温度节点，所述第一物性参数表的纵向上分散有n个不同的压力节点，m≥2且n≥2；将所述第一物性参数表上的数据点的点值导入所述仿真工质物性参数计算软件的计算模块，以输出所述仿真工质在所述数据点上的第一因变量参数的点值,所述数据点的点值包括与所述数据点对应的所述温度节点和所述压力节点的点值。4.根据权利要求3所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法，其特征在于，所述第一因变量参数还包括定温条件下压力随比体积的变化率，所述定温条件下压力随比体积的变化率由所述定温条件下压力随密度的变化率求导变换计算得到；求导变换所涉及的计算公式如下：其中：表示定温条件下压力随密度的变化率；表示定温条件下压力随比体积的变化率；P表示仿真工质的压力；ρ表示仿真工质的密度；ν表示仿真工质的比体积。5.根据权利要求3所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法，其特征在于，在执行将所述仿真工质的自定义物性表导入所述流体动力学仿真软件以完成对所述流体动力学仿
真软件的仿真设定的步骤之前，所述流体动力学仿真软件的仿真设定方法还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯长磊，彭楠，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：