FLOWMASTER自定义局部阻力件的应用

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1 前言

Flowmaster自带了丰富的流体组件，基本可以满足各类分析需求。众所周知，Flowmaster应用于系统层次的水力、热力等计算，是一维仿真软件。在工程应用中可能会遇到一些特殊的流体组件，且阻力特性在软件里没有，这种情况与之前笔者的那篇关于FLUENT的多孔介质模型案例很像（可以点击文末的“阅读原文”查看）。此时，若想进行系统层次的仿真，就需要得到这个流体组件的特性，要么通过实验方法获得，要么通过其他仿真如CFD获得。今天，我们就上一次的FLUENT案例在Flowmaster中进行运用。

2 建模方法

假设管道的内径20mm，中间有一个滤网，如下图。介质为空气，密度1.225kg/m³，动力粘度1.79E-05Pa·s。

注意很多时候局部阻力件并不是规则的管道形状，我们并不需要关心阻力件本身的细节，其压降通过相连的管道介质流动来计算，也就是局部阻力系数。本案例的局部阻力件为之前所述的滤网（如下图），

对于该滤网的描述，可以用Flowmaster自带的discrete loss，也可以自定义一个component，如下图。

其次，需要根据滤网的阻力特性建立一条performance data曲线，如下图。

之后，建立如下的计算模型，其中流量边界需要根据流速和管道内径进行换算。

其中阻力件3为滤网，根据之前定义的阻力特性曲线进行设置，这里假设正反向同性。

为了更好地对比分析，建立一个自定义材料，即空气，重点设置密度和粘度，其他无关紧要了，实际问题实际分析。

3 计算结果

滤网的压降和管内流速关系如下，可以看出Flowmaster和FLUENT结果很一致，其实这本质上就是一个降维模拟的过程，FLUENT的多孔介质也是降维模拟。有了FLUENT的部件级仿真结果，就可以应用到Flowmaster的系统级仿真上，在没有实验的情况下，这种处理比经验公式更为靠谱，而且有时候还没有经验公式可用。

来源：仿真与工程

多孔介质材料

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首次发布时间：2023-07-05

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