[發明專利]基于CFD的流體設備的阻力計算方法

有效

• 申請號: 201610815671.2
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN107808021B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 李京浩;閆大強;陳綱;丁煒堃;陳義學
• 申請（專利權）人: 國核示范電站有限責任公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張啟程

1.一種基于CFD的流體設備的阻力計算方法，其特征在于：基于流體設備的簡化幾何模型通過CFD軟件計算流體設備的阻力值，

所述阻力計算方法包括如下步驟：

S1：將流體設備劃分為多個流動相對獨立的區域；

S2：對每一個區域單獨建立幾何模型，并劃分網格；

S3：為每一個區域估算流量范圍，在流量范圍內選取4-6個流量值，基于每一個區域的網格通過CFD軟件進行CFD分析，得到一組流量-阻力數據，所述流量-阻力數據包括所述4-6個流量值和與4-6個流量值對應的4-6個阻力值；

S4：利用每一個區域的所述流量-阻力數據進行二次擬合，得到每一個區域的流量和阻力的曲線；

S5：對流體設備的結構進行簡化，將所述多個流動相對獨立的區域簡化為多個具有不變的流通截面積的模型，從而得到流體設備的簡化幾何模型；

S6：對簡化幾何模型劃分網格，在CFD軟件中，基于所述二次擬合得到的擬合系數為每一個具有不變的流通截面積的模型添加阻力源項；

S7：基于簡化幾何模型的網格通過CFD軟件進行CFD分析，得到流體設備的初步阻力值；

S8：檢查每一個具有不變的流通截面積的模型的流量是否在步驟S3中估算的流量范圍內，若不在該流量范圍內，則針對對應的區域重新選取4-6個流量值，從步驟S3開始重新執行；若在該流量范圍內，則完成流體設備的阻力值的計算，上述初步阻力值即為流體設備的阻力值， 其特征在于，

在步驟S8中，檢查每一個具有不變的流通截面積的模型的流量是否在4-6個流量值界定的流量區間內，若不在該流量區間內，則針對對應的區域重新選取4-6個流量值，從步驟S3開始重新執行；若在該流量區間內，則完成流體設備的阻力值的計算，上述初步阻力值即為流體設備的阻力值。

2.根據權利要求1所述的基于CFD的流體設備的阻力計算方法，其特征在于：

步驟S1中將流體設備劃分為多個流動相對獨立的區域包括將具有進口和出口的區域和/或結構上存在重復的區域劃定為流動相對獨立的區域。

3.根據權利要求2所述的基于CFD的流體設備的阻力計算方法，其特征在于：

在步驟S4中通過如下公式進行二次擬合：

其中Δp為阻力值，L為進口與出口之間的距離，Q為體積流量，s為等效流通面積，c₁、c₂為兩個擬合系數。

4.根據權利要求3所述的基于CFD的流體設備的阻力計算方法，其特征在于：

所述具有不變的流通截面積的模型為具有圓柱體、長方體或正方體形狀的模型。

5.根據權利要求4所述的基于CFD的流體設備的阻力計算方法，其特征在于：

多個不變的流通截面積分別為多個流動相對獨立的區域的等效流通面積s。

6.根據權利要求5所述的基于CFD的流體設備的阻力計算方法，其特征在于：

添加阻力源項采用二項式格式，將一次項系數設為c₁，二次項系數設為c₂。

7.根據權利要求1所述的基于CFD的流體設備的阻力計算方法，其特征在于：

所述CFD軟件包括Fluent、CFX、Star-CD和Numeca軟件。