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气流组织中的CFD数据可视化,你了解多少?

1年前浏览2473

CFD仿真后处理输出结果一般都是各种漂亮的图片、动画和数据结果;图片有包括云图、矢量图、流线图、气流偏转角、空气龄、等值线图、颗粒运动轨迹等,

对于有些初识CFD的工程师,可能对各种图片的分析还存在一定的难度,现在小编就带大家一起来认识吧!

   
云图    

 云图是将流场某个截面上的物理量用连续变化的颜色块表示其分布,类似于我们经常看到的气象云图。而我们常见的云图有温度云图、湿度云图、压力云图和速度云图。

速度云图用U表示,云图中不同的颜色代表对应不同的气流速度。

                                 洁净室速度云图

由图看出洁净室内整体风速范围在0.3m/s~0.55m/s,靠近设备区域的速度较高;单向流在合理的气流组织下,流速0.05~0.1m/s就足够带走污染物,而大于0.36m/s的气流速度反而易形成涡流,引起污染物的再卷入。


温度云图用T表示,云图中不同的颜色对应不同的温度高低。 

                                            洁净室整体温度云图

由图可看出,室内温度除去发热源附近温度稍高约在24℃,绝大多数区域温度在23℃。


湿度云图用D表示,云图中不同的颜色代表不同的含湿量大小。

                                     洁净室整体含湿量云图

从图看出,室内湿度在发热设备附近损耗了部分湿量,总体含湿量在8以上9.46以下。

压力云图用T表示,根据云图,不同的颜色对应不同的压力大小。

 

由图所知,在洁净室中间部位正压几乎为0,压力分布直接显示了正压和负压的分布情况。

当然除了整体的分析看可以根据问题区(风险区)再进行局部模拟。

   
矢量图    

矢量图是直接给出空间里矢量(如速度)的方向和大小。因为速度本身是矢量,有大小有方向。所以一般体现速度矢量图。

速度矢量图是反映速度变化、旋涡、回流等的有效手段,是流场分析最常用的图谱之一。用箭头表示矢量的方向,矢量箭头的长短和颜色表示速度的大小

因为压力和温度是标量,只有大小没有方向,所以不存在温度矢量图或者压力矢量图,压力和温度只有云图或等值线图。

 


                                             扩散出口送风速度矢量图

 

                                          混合流洁净室速度矢量图


   
流线图    


流线图是用不同颜色线条表示质点运动轨迹,将计算域内无质量粒子(如空气)流动情况可视化,目的是为了更清晰的了解整体气流的走向。 

           某博物馆湿度流线图

                            数据机房室外机运行气流流线图

   
气流偏转角    

 气流偏转角定义为针对某个特定方向的偏移角度,以不同的颜色表示不同的气流偏移的角度。例如下图定义向下垂直为角度0°,根据色条及对应的图片颜色,看出气流偏转角度在洁净室区域内控制在20°以内,表示整体气流结构良好。

气流偏转角一般要求在40度以内,如若气流偏转角大于90度时,粉尘会出现扬尘,如果偏转角180度,代表出现乱流。

 

                                         洁净室气流偏转角分布图

   
空气龄    

空气龄俗称空气的年龄,是指空气质点自进入房间至到达室内某点所经历的时间,反映了室内空气的新鲜程度,它可以综合衡量房间的通风换气效果,是表征换气次数与空气新鲜度的重要指标。

通过空气龄颜色深浅来表示空气在某区域驻留时间的长短。

空气龄图用AA(Airage)表示,不同颜色表示对应在某一定气流微团在附近停留时间的的长短,数值大的地方代表停留的时间越久,可能会有很大的漩涡。

由下图看到,在回风道即图中红色 区域,气体驻留时间较长,也是乱流最为严重的地方。

 

 

           洁净室截面空气龄图

   
颗粒物运动轨迹    

通过颗粒物运动轨迹可以非常清晰的展示出污染源的位置,可能会影响传播到哪些区域,可对后续污染源的控制以及污染源影响区域的处理,进行直接指导作用。

         
         

声明:本文所有仿真图来自于CLABSO仿真软件模拟计算

来源:中源广科CLABSO
半导体建筑电子制药控制气象
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2022-11-23
最近编辑:1年前
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