標題圖片.jpg

​Home > 產品總覽 > FLOW-3D HYDRO > FLOW-3D HYDRO 2022R1

FLOW-3D HYDRO 2022R1更新内容

FLOW-3D HYDRO 2022R1發行版的新功能包括FAVOR™的擴展方法稱為detailed cutcell representation、溶解氧模型和軸流泵、主動模擬控制功能的擴展、基於兩個獨立變量的物性輸入、以及改進的數值功能,如VOF-to-particle功能,改善流體質量守恆。

FAVOR™方法的擴展:Detailed Cutcell representation

原有的FAVOR™ 方法在笛卡爾網格上使用面積和體積分數表示實體幾何,它使FLOW-3D HYDRO能夠有效地模擬繞過複雜幾何體的流動問題,而無需求助於非結構化的貼體網格。儘管具有非常大的計算優勢,但是FAVOR™方法面臨的一個挑戰是當計算壁面剪應力時,有時會產生較大誤差。新的FAVOR™的處理方法改進,稱為Detailed Cutcell representation方法,大大改進了壁面剪應力的計算,從而顯著改進了固體表面附近的流動仿真精確性。

angle-from-stagnation-point.png

Detailed cutcell representation

溶解氧模型

水中溶解氧在自然和人工棲息地中起著重要作用。可接受的溶解氧水平是水質的關鍵指標。在廢水處理廠中,氧氣供給分解污染物的細菌。FLOW-3D HYDRO的新溶解氧模型與摻氣、可變密度流和動態氣泡尺寸模型相結合,為氣泡和溶解動力學建模提供了一致的方法。氣泡和水之間的傳質係數可通過以下三種方式之一指定:用戶定義的常數、通過使用Higbie模型的“乾淨”氣泡假設,或通過考慮氧溶解表面活性劑的“臟”氣泡假設。

在這個模擬中,氧氣氣泡從容器底部的兩個擴散器中註入,並允許其在水中上升。當氣泡上升時,氧氣溶入水中。左邊的圖像顯示了水中溶解氧的濃度。右邊的圖像顯示了上升的氧氣泡引起的水流速度。

溶解氧含量

擴展主動模擬控制

主動模擬控制(ASC)非常適用於基於探針處的流動數據控制仿真。在最新的2022R1版本中,ASC適用性進一步擴展,可以基於一般歷史數據、通量面和體積取樣數據進行額外控制。相對於探針,通量表面和體積取樣的優點之一就是它們可以提供表面或體積上的平均數值,而不是基於點的數據。在某些情況下,基於表面和體積的數據可以更方便的對仿真中感興趣的行為進行控制。

使用此新功能,用戶可以:

  • 當體積取樣中變量超過或低於臨界值時,終止模擬。

  • 根據體積取樣中紊流能量控制噴嘴的填充速率。

  • 根據通量面上平均速度控制輸出頻率。

  • 當體積取樣中的填充分數達到用戶指定的值時,終止模擬。

 

此案例表示污泥沉降器,建立水和污泥的混合物進入沉降器並分離模型。允許水在沉降器的背面流入和流出,以保持沉降器中相對固定的液位。沉降器底部的體積取樣用於測量底部獲得的污泥量。當體積取樣中的污泥質量達到200 kg時,閥門打開以排泄污泥。當污泥質量降至180 kg以下時,閥門關閉。

污泥濃度

軸流泵模型

FLOW-3D HYDRO新的軸流泵模型允許用戶在模擬中模擬軸流泵的淨效應。關於泵的行為提供兩個選項。第一種選擇是給定泵的體積流量或流速,以便流體以給定速率流動。若泵參數提供工作流量時,此選項適用。第二個選項提供了基於泵性能曲線的泵運行的更完整定義。在這種情況下,用戶可以定義泵性能曲線的線性近似值,以便通過泵的流量依賴於泵的壓降。在此配置中,其代表了泵的典型行為,即當反向動態壓頭建立並推回泵運行時,流量將減慢並最終失速。

在用戶界面中,可以使用基於風扇/葉輪或軸流泵組件的動態視圖定義基於組件的泵,其中流量指定一個動量源。

GUI-fan-impeller-component.png
GUI-axial-pump-component.png

軸流泵用戶界面

風扇或葉輪組件用戶界面

表格物性

材料的粘度和表面張力等物性參數往往是個變量,它與溫度、密度、應變率或用戶定義濃度相關的標量。如果將這些參數擬合成函數曲線往往比較複雜,尤其是當這些參數與多個自變量相關時。FLOW-3D HYDRO中新的表格屬性功能,允許用戶以表格形式定義最多兩個獨立變量的流體屬性(之前只能定義一個)。例如,表面張力可以根據實驗數據製成表格,以表示與污染物濃度和溫度的相關性;或者粘度也可以表示與應變速率和溫度的相關性。

在下面的例子中,粘稠的流體流入靜水池中,最終粘稠的流體和水分層,下層為粘稠流體區而上層為清水區。

new-tabular-properties-viscosity.png

不同溫度下粘度與應變率的關係

viscosity-vs-strain-rate.png

不同固體含量下粘度與應變率的關係

VOF to Particles

通過與流體粒子相結合,提高了陡變界面跟踪VOF方法的準確性和魯棒性。新的粒子種類,稱為VOF粒子,用於代替VOF函數,在計算域中跟踪小的流體絲帶和液滴,實現更好的流體體積和動量守恆。在重力控製過程中,預期時間步長也會更大。當滿足特定條件時,VOF流體在特定時間和位置自動轉換為VOF粒子。然後使用拉格朗日粒子模型計算粒子運動,粒子在重新進入流體時轉換回VOF表示。

時變閥門

閥門可用於水輸送模擬,其中維持足夠的壓力以支持結構穩定性至關重要。現在可以基於時間控制閥門。此功能可用於表示在定義控制順序中指定時間激活的閥門,以確定係統運行特性。

time-dependent-valves.png
time-dependent-valve-3.png

時變閥門用戶界面- valve 3

時變閥門用戶界面- valve 1