CFD在石油化工中的应用

　　由于CFD技术可以帮助人们完成与流动相关的全部的设计计算过程，从最初的基本设计到最后的参数优化选择，又可使人们能够洞察设备的复杂流动状况，使得CFD技术在石油工业上的应用十分广泛。

CFD在石油工程方面的应用

石化油气设备的流体仿真需求

• 输油/气管道泄漏着火与控制问题

• 海洋钻井平台（钻探、抽油泵、分离、管系）

• 原油储运（分离设备、多相混输磨损、泵……)

• 天然气储运(分离器,过滤器、压缩机、阀门、伴热设计……)

• 海上输油管水下的动力特征

• 原油加热设备

• 塔器设备

• 火灾危险区域安全分析……

应用实例

钻头模拟

海洋平台的抗风浪问题

立管流固耦合分析

海洋平台气体泄漏扩散

人员疏散

三项分离器性能分析

气浮罐性能分析

储罐内液体震荡性能分析

水力旋流器性能分析

管道腐蚀分析

乙炔裂解炉优化设计

涉及的物理问题及仿真分析模型

石油化工涉及的物理问题

• 多相流动输运

• 多相流动磨蚀
  

• 多相流动分离

• 相变

• 共轭传热

• 其他

– 管道设备流致振动

– 管道泄漏、检测

– 应急事故模拟与风险评估

涉及的多相流模型

• 拉格朗日多相流

• DPM

• 欧拉多相流
  

• VOF

• Mixture

• Eulerian

– IAC 模型

– 欧拉粒子流

– Immiscible Fluid Model（捕捉两相接触面，explicit VOF）

– Dense Discrete Phase Model（DDPM模型）：拉格朗日与欧拉方法的组合

• 附加模型

• 人口平衡模型

• DEM Fluent

多物理场耦合计算

• 刚体流固耦合分析

• 6DOF

• 弹性体流固耦合分析

• 单向

• 双向

• 流体共轭传热与结构热应力分析