首页/文章/ 详情

锂离子电池浆液搅拌,我用CAE仿真为企业产品技术创新“开锁”

精品
作者优秀平台推荐
详细信息
文章亮点
作者优秀
优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
平台推荐
主编推荐/内容稀缺
1年前浏览3419

导读:前几天和朋友聊起来,说做仿真的跟开锁的很像:旁人绞尽脑汁、费尽心思打不开的锁,开锁的师傅一下就打开了;类似的,实际中很多不好解决的问题,只要你抓住事情的本质,用仿真就能一下子把问题解决。今天我们给大家推荐一位仿真秀仿真优秀专家屠老师及其锂离子电池浆液搅拌仿真案例。

屠老师从事结构与流体仿真模拟20多年;精通ANSYS旗下的结构Mechanical及流体FLUENT、CFX以及流固耦合应用,并做过相关的二次开发及软件封装。熟悉UG,精通SolidWorks,曾对SolidWorks进行二次开发,并进行过气化炉等大型设备及新产品结构设计建模。进行过VB、VC的编程,并用MATLAB进行神经网络大数据开发。提供项目咨询及线上线下的培训课程。目前涉及的项目领域包括化工、医疗、路政、新能源电池等方面。目前他已在仿真秀开通企业服务,欢迎更多企业客户关注和技术咨询(点击下图咨询)。

cxpBJI3C.png

一、锂离子电池浆液搅拌仿真
说到搅拌,很多同学和工程师都会觉得,这个简单,谁都会。确实,随便买本书或者找个课程学习下,基本都会提到搅拌问题怎么去解决。但遇到项目多了,就会发觉,搅拌仿真所涉及的内容又深又广。
2021年6月,作为仿真秀平台的技术专家,我参与到国内一家知名锂离子电池公司浆液搅拌仿真项目中,直到半年后项目结束,不仅帮助客户进行了单桨、多桨、偏心桨、行星桨等多结构多工况的仿真及开发,也为客户建立了仿真规程,工作令客户满意。
1、搅拌项目的第一步
我们先来说这个搅拌项目的第一步……是的,你错了,并不是让你立马开始建模计算,首先要处理的是浆料特性。因为浆料呈现出非牛顿流体特性,因此需要根据实验数据进行粘度的拟合,这个环节采用一般的数据处理工具都能完成,之后将拟合得到的相关参数输入到FLUENT中。
这里有个可以说道的地方,就是优先采用软件内置的模块还是更具有自由性的UDF?回答是:能使用软件自带的模块,就不要去用UDF,即便那个UDF如何简单。其实稍微看过UDF手册的,都知道UDF都有固定格式,除了有些特别复杂,需要花大力气开发之外(一般情况下遇不到),大多数只要改个条件,改个参数就可以了,有过编程经验的都知道将这类外挂集成到系统中其实不难,但FLUENT为啥一直没有这么做呢?就因为你眼中的简单的语句,运行过程中与整个系统有可能会出现不兼容——在一个完美的系统中,从外面加入一个完美的东西,不一定是和谐,可能是崩溃。大家有空可以用简单模型试试两种方式,自然就能感受了。
2、如何建立搅拌系统
那么,接下来,物性合适了,就可以开始建立搅拌的系统了。大家可能都知道搅拌常用的几种方法,多重参考系(MRF),滑移网格(SM),动网格(DM),重叠网格(Overset)。这几种方法使用的场景有所不同,看客户的需求、工期商量而定。
这里就唠几句项目的安排:对于一个中长期的项目,客户开始如果只要一个最终需求,那就尽量跟他们协商,将其分解成几步来做,那样,你能把控住项目的进度,而客户也能不断得到反馈。对于一般搅拌项目,旋转部件的设置,通过MRF+ SM基本就能解决,所以可以通过MRF做稳态进行粗算,给出对比性的趋势,再采用SM做瞬态进行关键工况的测试。在达到客户的要求的同时,也能给出足够的工作量和足够的文件厚度。
因为该项目涉及到自转+公转,设备中的两个偏心的搅拌桨,既自转,又绕设备中心轴公转,导致采用MRF和SM已经难以解决问题,只能采用动网格或者重叠网格来解决问题了。在整个运行周期中,两个桨之间、桨与壁面之间都有靠得非常近的时刻,而采用动网格,处理间隙极小问题时,参数设置和时间步长配合不好就容易出问题,再加上整个计算过程中,会经历多次这种情况,因此,选用了重叠网格来解决问题。

动网格技术-图片来自网络
重叠网格也是动网格的一种,但对比与以往的动网格方法,需要加密局部区域的网格来使数据顺畅流动,会增加整体的计算量,但好处就是稳定。通过修改不同部件模型区域,调整局部网格数量,设置相关参数,以使问题得到解决。
另外提一点,关于自转+公转的设置,在表达式这个功能出来之前,都是靠UDF解决的,而使用表达式能很容易设定自转+公转。表达式可以设置变化的边界参数、物性,可以采用条件语句等等,可以说自从表达式的出现,UDF已经处于半退休状态,简单问题已经用不到UDF了。
当以上这些都设置完成、稳定运行的时候,浆液搅拌这把锁我们已经打开了。后续的桨叶调整、功率优化都只是按部就班的事情了。
二、企业服务仿真专家招募令
那么搅拌做到这个程度就可以了吗?当然不是!
很多搅拌的过程涉及到化学反应,需要调整反应方程对标实验过程;涉及温度变化、传热,用以调整内外部结构及工艺参数;涉及到絮凝,涉及到生物反应器曝气等等。因为搅拌在各个领域的使用,其应用场景遍布方方面面,唯有理清思路,将复杂问题一步步剖析、简化,才能有效地采用仿真手段,快速解决客户的需求,去打开客户的锁。
接着说回开头仿真和开锁的话题,应该很多人也听到过有业主因为看到开锁的这么容易,就不愿意给开锁的事先约定的费用,我们做仿真的工程师也会碰到这种情况。有时候你跟客户解释这个问题其实解决起来有多难,需要多少的知识储备,需要多少的项目经验,客户只会说,我只看到你一下子把问题解决了……
对于以些困扰,笔者强烈推荐工程仿真技术工程师加入仿真秀技术服务交易平台。它是一个为工程仿真技术人员(简称“行家”)提供发布自己专业服务能力的信息服务共享平台;让有服务能力的工程师通过提供专业技术服务,快速的完成价值变现,让有需求的企业或个人客户更加快速、高效、专业的找到对应的解决方案;
目前,仿真秀平台成功服务案例涉及工业设备、车辆、消费科技、工艺、土木建筑、生命科学、能源、航天航天与国防等行业,已覆盖设计、制造、结构、流体、电磁、光学、化学、声学、跨学科等专业;平台为客户和行家提供良好的服务保障机制。
现公开招募仿真行业技术专家,入驻仿真秀服务平台,入驻后可享受平台给予的优惠政策和权益,享受低至5折扣的服务折扣,百万流量重点扶持等利好政策,欢迎有志之士加入仿真秀需求服务交易平台,实现个人价值最大化。

(完)
作者:屠老师  仿真优秀专家

声明:本文首发仿真秀App,部分图片和内容转自网络如有不当请联系我们,欢迎分享,禁止私自转载,转载请联系我们

通用湍流多相流动网格UDF流体基础FluentWorkbench
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:2023-03-03
最近编辑:1年前
仿真圈
技术圈粉 知识付费 学习强国
获赞 10017粉丝 21470文章 3510课程 218
点赞
收藏
作者推荐

仿真人才库:新奥能源研究院CAE工程师内推专场

点击以上合集查看企业内推作者|仿真人才库首发|仿真秀App导读:诚邀您加入仿真人才库!我们会把您的简历直达给研发中心技术负责人或HR。欢迎全国研发企事业单位HR、技术负责人和猎头机构联系我们,让仿真秀平台为企业高效推荐和培养专业仿真技术人才(研发工程师),仿真人才库竭诚为企业引荐高层次技术人才。上一期《春招进行时:仿真人才库热/流体仿真工程师内推专场》引发了仿真人才库的用户强烈关注。共投递简历超过10份,投双登集团2份,均获得面试;投深圳某知名计算机软件公司2份;投怀柔实验室2份,其中1位面试已通过;另外投新奥集团简历3份,2位获得了面试机会。还有1位获得了国家电力投资集团某研究院的正式Offer。今日,我们再次受到新奥集团-新奥能源研究院的委托,向仿真秀平台用户内推CFD模拟工程师、ASPEN模拟工程师、振动、冲击仿真工程师、压裂模拟工程师和理论与模拟方向,感兴趣的用户可以重点关注。一、新奥能源研究院简介新奥能源研究院成立于2006年,隶属新奥集团,专注于清洁能源技术创新。过去十余年,已在煤基低碳能源与泛能网等技术领域取得重大突破,达到国际领先水平。现致力于无碳能源技术创新,重点布局紧凑型聚变、深层地热、能源新材料等技术。↑能源研究院智能大厦新奥能源研究院拥有煤基低碳能源国家重点实验室、海外高层次人才创新创业基地、国际科技合作基地、国家认定企业技术中心等科研平台,建有大型产业化示范基地,并相继获批建设“河北省紧凑型聚变重点实验室”和“河北省深层地热技术创新中心”;拥有500多人的专业化科研团队,其中海外高层次人才20多名,曾获“十一五”国家科技计划执行优秀团队、河北省“巨人计划”创新创业团队等荣誉称号。研发成果丰硕,截止2020年6月底,先后承担国家973/863计划、国家科技支撑项目、国际科技合作项目、国家重点研发计划等30多项,累计申请专利2000多项,其中申请发明专利1100多项;已授权专利1400多项,其中已授权发明专利700余项。二、内推岗位内推岗位1-CFD模拟工程师工作地点:河北薪资:面议(咨询仿真人才库)内推人数:若干名岗位职责:根据项目研发需求,建立加压催化流化床反应动力学模型并调试优化,负责气固流动和催化反应模拟,完成加压流化床CFD模拟优化及放大升级;任职条件:①硕士及以上学历,3~5年工作经验,化学工程、化工机械和煤化工等相关专业;②具有扎实的计算流体力学、传热学、燃烧学及反应动力学功底,并具有丰富的流场模拟仿真经验,具有流化床模拟研发及反应器设计优化方面的经验者优先;③熟练使用SCDM、ICEM和Fluentmeshing软件进行复杂几何网格构建,精通多相流、DPM、燃烧及气化模型,具备数值模拟及后处理分析能力,能熟练使用UDF进行CFD二次开发着优先;内推岗位2-ASPEN模拟工程师工作地点:河北薪资:面议(咨询仿真人才库)内推人数:若干名岗位职责:根据项目研发需求,建立加压催化流化床反应动力学模型并调试优化,负责气固流动和催化反应模拟,完成加压流化床CFD模拟优化及放大升级;任职条件:①硕士及以上学历,3~5年工作经验,化学工程、化工机械和煤化工等相关专业;②具有扎实的计算流体力学、传热学、燃烧学及反应动力学功底,并具有丰富的流场模拟仿真经验,具有流化床模拟研发及反应器设计优化方面的经验者优先;③熟练使用SCDM、ICEM和Fluentmeshing软件进行复杂几何网格构建,精通多相流、DPM、燃烧及气化模型,具备数值模拟及后处理分析能力,能熟练使用UDF进行CFD二次开发着优先;内推岗位3-振动、冲击仿真工程师工作地点:河北薪资:面议(咨询仿真人才库)内推人数:若干名岗位职责:负责地热井钻井技术研发及钻井方案设计。主要负责:①负责液动冲击锤和电脉冲基于钻井液工质条件下的振动、冲击性能仿真,并能提出基于仿真结果的优化方案。②负责基于钻井液多相流工况条件下,关键零部件的疲劳寿命仿真预测与测试。③根据钻井液工程师提供的钻井液性能参数,将测试结果与仿真参数或者模型合理匹配。④负责相关实验平台的设计、实验工装的设计、数据测量、实验方案制定,实验数据分析等。⑤完成中心安排的其他工作。任职条件:①硕士及以上学历,机械、流体、力学等相关专业,有扎实的固体力学、弹性力学、动力学、疲劳与断裂等相关专业基础。②熟练掌握基于钻井液介质条件下的液动冲击锤和电脉冲的非牛顿流体仿真,包括基于钻井液多相流的疲劳寿命仿真。③熟悉使用Abaqus、ANSYS、FE-safe等相关仿真软件。内推岗位4-压裂模拟工程师工作地点:河北薪资:面议(咨询仿真人才库)内推人数:若干名工作职责:压裂数值模拟工程师主要承担与压裂工程师的沟通协调工作,共同完成压裂方案的设计工作。以此为基础,开发拥有自主知识产权的压裂数值模拟软件。主要职责包括①支持压裂工程师的方案设计工作;②负责相关压裂数值模拟软件的研发;③跟踪压裂数值模拟研发动态。任职条件:①硕士及以上学位,岩石力学、断裂力学、损伤力学等相关专业,三年以上编程经验;②掌握有限元离散方法;③掌握Abaqus或3Dec等软件使用方法。内推岗位4-理论与模拟方向工作地点:河北薪资:面议(咨询仿真人才库)内推人数:若干名主要职责:负责聚变装置中等离子体物理等过程的理论和模拟研究,为聚变装置的设计和搭建提供支持。理论模拟方向包括但不限于以下子方向:①紧凑型聚变方案的研究与设计,磁约束、惯性约束、磁惯性约束等方案的基本物理过程研究,数学建模分析,解析方程推导;②物理过程建模和微分方程数值解:流体平衡、流体非线性模拟、等离子体波与不稳定性、加热与电流驱动,动理学平衡、动理学非线性模拟、磁流体-动理学混合模拟、碰撞输运和湍流输运、高能量粒子物理,粒子模拟,蒙特卡罗模拟,偏滤器物理,原子分子过程,反应率和反应截面;③非热平衡等离子体、非中性等离子体、核物理;④数值模拟代码的开发和应用,人工智能和其他应用于聚变的先进算法研究,集成模拟程序开发;⑤负责相关项目申报、技术交流等工作;⑥负责理论与模拟方向其他相关研发工作。任职要求:①硕士及以上学历,理论物理、等离子体物理、计算物理、计算数学等相关专业;②具有数值模拟或核聚变物理2年以上研发经验。简历如何投递?工作地点:河北省廊坊开发区福利:薪资面议,极具行业竞争力的薪资福利,国际化的科研平台,充足持续的研发经费支持,开放包容、高效协同的科研氛围,牛人导师,教授、博导、行业大拿带你飞,落户天津,七险一金+年度体检,免费工作餐,荤素搭配,自助随心选,通勤班车,全市覆盖,免费住宿,拎包入住,空调、热水器、地暖配齐配齐都配齐,新奥健康运动中心~有氧区、无氧区,团操区,淋浴间一应俱全,瑜伽、塑型、有氧团体课程,私教器械随心Pick更有新奥大学海量培训课程,助力能力腾飞!以上岗位均可投递新奥集团HR邮箱:wuxiai@enn.cn,也可以通过仿真人才库老师直接内推HR或技术负责人。三、仿真人才库内推仿真人才库岗位均可长期内推,请将您的专业和擅长、意向岗位和期望工作地点(邮件正文)、个人简历(附件1)发送至文尾的仿真人才库官方邮箱,并联系仿真人才库,添加杨老师好友,直接沟通,了解招聘进展。最新内推案例:入职国企中船重工注意:点击文章顶部#仿真人才库#可查看仿真人才库的最新内推岗。仿真人才库投递简历:官网:www.fangzhenxiu.com邮箱:Service@fangzhenxiu.com电话:010-52167876手机:18610516616(同号)联系人:杨老师声明:仿真秀平台所有企业内推岗,均经过企业授权发布,投递简历均经过仿真人才库用户知情,且授权同意后方可投递,并为人才库用户跟进企业招聘进度。我们承诺:为仿真人才库用户信息保密,请放心投递。仿真招聘网_全国仿真人才网_仿真求职_找仿真行业工作-仿真秀来源:仿真秀App

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈