伏图石油石化行业解决方案及仿真APP介绍
一、石油石化行业背景介绍
石油石化行业作为全球能源体系的核心支柱，不仅关乎国家的能源安全与经济命脉，也是推动工业化进程和现代化建设的重要力量。该行业涵盖了从石油勘探、开采、炼制到化工产品生产的完整链条。在此过程中，需要使用到多种设备，如各类塔器、炉类、罐类、反应器、换热器、储罐等静设备，压缩机、风机、泵、离心机等动设备，以及钻井设备、采油设备、管道输送设备等。当前，石油石化行业正朝着智能化、绿色化、精细化方向发展。通过仿真技术，我们能够模拟不同工况下设备的运行情况，评估设备在不同条件下的性能表现，为设备的选型、改进和维护提供科学依据。
石油石化行业设备涉及的仿真学科广泛且工况复杂，对仿真精度和效率要求极高。目前行业内各企业虽已开始使用仿真工具，但各企业及人员的仿真能力参差不齐，仿真专家的经验和知识很难得到有效传承和积累。同时，通用仿真软件的行业规范、标准集成度低，导致仿真技术使用门槛高，限制了仿真技术在企业内部普及推广。
面向石油石化行业的需求和痛点，云道智造提供针对性的仿真解决方案。
二、伏图石油石化行业解决方案
通用平台方案
1.结构力学仿真
伏图结构力学仿真能够模拟复杂工况下设备的受力情况、变形趋势以及安全性能等关键参数，为石油石化行业的设备设计、安全评估、故障预防等多个环节提供科学依据和技术支持。
2.流体力学仿真
伏图流体仿真能够预测和分析流体在复杂系统中的行为，如流动、混合、泄露、相变等，为石油石化行业的各个环节提供科学依据和技术支持。
3.低频电磁场仿真
伏图低频电磁场仿真可模拟并预测石油石化行业复杂电磁环境下电机等设备的各种电磁现象，为石油石化行业的技术创新、生产优化、安全保障及环境评估等提供有力支持。
4.热力学仿真
伏图热力学仿真可以对石油石化设备、工艺过程及环境中的热传递现象进行精准模拟与分析，从而为设计优化、安全评估、能效提升等方面提供科学依据和技术支持。
5.多物理场耦合仿真
伏图可以考虑流体流动、热传递、结构力学、电磁场等多个物理场之间的相互作用，支撑不同类型多物理场耦合问题的分析求解，为石油石化行业的工程设计、安全评估、故障预测与预防等提供强有力的支持。
定制开发方案
云道智造可以根据石油石化行业的客制化仿真需求，提供私人定制的仿真服务方案，全方位满足各企业的个性化和专用化仿真需求。以下是基于伏图平台，针对中海油的需求开发的LNG储罐有限元分析软件。
仿真APP方案
作为仿真PaaS平台，伏图内置的APP开发器支持用户以无代码化的方式便捷封装参数化仿真模型及仿真流程，将仿真知识、专家经验转化为可复用的仿真APP。封装好的仿真APP可通过工业仿真APP商店Simapps，实现云端部署与在线应用，为用户提供在线仿真工具。
三、仿真APP实操案例
案例背景介绍
封头是压力容器的重要组成部分，在工作中不仅承受内部介质的压力，同时承受接管位置的外部载荷，这些载荷相互作用将会对封头的强度和使用寿命产生较大的影响。因此，如何高效、准确的预测封头在内、外载荷作用下的强度，成为封头设计中的重点和难点。
椭圆封头结构仿真APP对1/2椭圆形压力容器封头进行了几何、材料和载荷参数化建模，封装了仿真分析流程、仿真的经验和知识，用户只需要调整几何参数、材料参数、载荷参数，即可提交任务进行求解，从而快速得到椭圆形压力容器封头的变形和应力等计算结果，为封头设计提供理论依据。
封头结构仿真流程
1.草图绘制
通过伏图草图绘制界面绘制以下椭圆封头横截面。
封头及接管截面草图2.三维模型生成
通过伏图三维建模模块中的旋转和布尔运算，得到1/2椭圆封头三维几何模型如下:
带接管的椭圆封头三维几何模型3.材料定义及参数设置
定义封头的材料属性，本案例直接从材料库中选择结构钢材料，参数主要主要包含杨氏模量和泊松比。
材料定义及参数设置4.网格划分
压力容器对精度要求比较高，几何拓扑结构也相对比较规则，建议采用六面体单元进行网格剖分。本案例采用映射和扫略网格划分方式对封头部件进行网格剖分。
映射、扫略网格剖分方式5.分析设置
a. 创建部件，将前面创建的材料赋给对应几何或网格。
创建部件b. 创建耦合连接，将接管中心点与接管端面自由度耦合。
c. 接管中心耦合点创建位移约束，释放除y向外其余自由度。
d. 对称面上施加位移约束，释放除Z向外其余自由度。
e. 端面施加位移约束，释放除Y向外其余自由度。
f. 接管中心耦合点施加Y向集中力载荷。
g. 封头内壁面施加压力载荷。
6.求解设置及提交求解
a. 在求解设置中设定并行求解核数。
求解设置b. 点击计算进行求解。
提交求解7.后处理
伏图后处理界面中得到的封头应力、变形结果如下图所示:
仿真APP封装
1.APP封装前的参数定义和关联
参数定义
参数绑定2. APP封装
基于伏图平台提供的仿真APP开发环境，用户可以定义参数，并可使用无代码化开发的方式快速搭建变压器仿真APP，将封头结构仿真的分析过程进行封装，如下图所示：
