FLOWMASTER自定义局部阻力件的应用
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。 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。 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。