客户案例 | 模拟医疗设备拭子内探针清洗过程， 解决泵吸力不够导致的滴水问题
摘要
贝克曼库尔特是体外诊断领域的领先者，2023年其中国研发制造基地启用，将加速产品国产化。其明星产品流式细胞仪的拭子模块清洗面临挑战，如微小尺度模拟、快速变化捕捉及两相流模拟。通过使用Ansys SpaceClaim、Fluent和Ensight等软件，成功模拟了清洗过程，确定了所需最小抽力和泵型号，为产品设计和制造提供了有力支持。
正文
贝克曼库尔特由贝克曼博士创立的贝克曼仪器公司，和库尔特兄弟创立的库尔特电子仪器公司合并而成。总部位于美国加州布雷亚，作为全球体外诊断领域的领先者，贝克曼库尔特为世界各地的医疗机构及实验室提供创新和智慧的诊断解决方案。2023 年，丹纳赫诊断平台中国研发制造基地正式投入使用，贝克曼库尔特作为重要运营公司，其本土生产研发能力将得到全面提升。目前已实现所有主要设备的中国“智”造，未来，将加速所有产品的全面国产化。
背景简介
背景简介
流式细胞仪作为贝克曼库尔特公司的明星产品之一，有着广泛的市场占有率和技术优势。设备中的拭子模块内探针在工作后要进行清洗，除去粘附在壁面上的残留物。清洗时通过特定的流道和泵的吸力将水流过清洗区域来进行清洗，同时外界的空气也会由于负压从敞开的区域流入。因此，若选型的泵设备吸力不够，会导致清洗时有水通过开口区域滴下。所以如何确定不同流道所需的不同吸力及对应的泵型号尤为重要。
挑战和需求
挑战和需求
1. 模拟区域的尺度很小，气隙甚至达到微米级别。
2. 清洗过程的瞬时变化非常快，人眼很难识别变化过程中的具体差别。
3. 泵的抽力针对纯水或纯抽气情况，无法针对水气两相流，需要借助模拟手段来确定压力是否满足要求。
解决方案
解决方案
Ansys SpaceClaim 具有丰富的模型接口，导入建立好的 3D 几何模型，快速方便地抽取出拭子模块内部的流体域。
Ansys Fluent 的多相流模型准确形象地模拟出泵在抽力过程中，水流清洗探针的过程及水和空气在清洗过程中流道内的分布。
Ansys Fluent & Ensight 可获得水气两相在清洗过程中的分布和变化情况，并生成形象的可视化动画，通过水流出口压力数据监测，便于获取许用压力范围，帮助设计人员进行泵的设备选型。
Fluent meshing网格划分
清洗过程中水气分布
相关 Ansys 软件
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软件模块：Ansys CFD Premium
最终成果
最终成果
利用 Ansys Fluent 可以对流式细胞仪内拭子的探针清洗过程进行模拟，获取最小抽力的压力数据，帮助设计人员对泵进行设备选型。
“Ansys CFD 解决方案可以模拟流式细胞仪内拭子的探针清洗过程，帮助我们进行配套设备选型。”
—— Lynn 唐，贝克曼库尔特生物科技（苏州）有限公司技术总监
