[發(fā)明專利]基于FLUENT軟件的間接空冷系統(tǒng)數(shù)值模擬平臺

在審

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• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106650086A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 閆文周;田云
• 申請（專利權）人: 河南省電力勘測設計院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司41109
• 代理人: 張春,李想

技術領域

本發(fā)明涉及間接空冷系統(tǒng)領域，尤其涉及一種基于FLUENT軟件的間接空冷系統(tǒng)數(shù)值模擬平臺。

背景技術

采用CFD（計算流體動力學）技術對所設計的間接空冷系統(tǒng)進行數(shù)值模擬，可以獲得在一定空間布置及環(huán)境風影響下，間接空冷塔內(nèi)部以及間冷塔周圍的流場和溫度場分布，得到環(huán)境風對間冷塔影響的三維特性參數(shù)，可用于指導和改進設計方案，是設計方案更趨合理。

當前，CFD技術已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)流動和傳熱研究中的重要技術手段，具有高效、快速、準確等多種優(yōu)點。Fluent軟件是世界上技術最成熟、市場占有率最高的商用CFD軟件。

CFD數(shù)值模擬主要涉及到幾何建模、網(wǎng)格劃分、物理建模、數(shù)值求解和數(shù)據(jù)后處理5個過程。其中幾何建模、網(wǎng)格劃分需要花費大量的人力和時間，并且需要研究者具有豐富的CFD經(jīng)驗才能夠剖出密度、數(shù)量和質(zhì)量都較為合理的網(wǎng)格分布；物理建模和數(shù)值求解的合理設置需要研究者對流動傳熱物理現(xiàn)象和數(shù)值計算方法具有較好的理解；數(shù)據(jù)后處理也需要花費大量的時間。雖然CFD軟件已經(jīng)部分商業(yè)化，但是仍然需要研究者具有較為深厚的流體力學知識和計算數(shù)學知識才能夠很好地使用。

以上工作，專業(yè)技術人員很難掌握。

目前，國內(nèi)在大型電廠投標階段及設計階段，均對大塔受環(huán)境風影響的三維數(shù)模計算給出分析結(jié)果，但都比較簡單，均為委托科研部門計算，各設計院目前尚無單獨計算的能力。數(shù)模計算工作各設計院多采用單項工程外委方式完成。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提出閾值基于FLUENT軟件的間接空冷系統(tǒng)數(shù)值模擬平臺。將4大軟件（CATIA、GRIDGEN、FLUENT、TECPLOT）的運行結(jié)合工程要求進行二次開發(fā)，將原來有程序人員交互人工完成的大量程序操作，實現(xiàn)計算機的自動運行，形成本發(fā)明的模擬平臺。

本發(fā)明的技術方案是：

一種基于FLUENT軟件的間接空冷系統(tǒng)數(shù)值模擬平臺包括CATIA建模、Gridgen網(wǎng)格劃分、Fluent流場信息計算以及Tecplot數(shù)據(jù)后處理，具體步驟為：

步驟1，打開平臺，用戶進入原始數(shù)據(jù)輸入界面，將過程數(shù)據(jù)、空冷塔參數(shù)、脫硫塔參數(shù)、廠房參數(shù)和輸出的截面要求輸入平臺中；

步驟2，點擊運行建模軟件，平臺及自動調(diào)用CATIA建模軟件自動完成模型建立工作，并形成模型中間文件，分別得到空冷塔*.iges文件、脫硫塔*.iges文件、廠房*.iges文件；

步驟3，點擊運行網(wǎng)格劃分軟件，平臺自動調(diào)用GRIDGEN網(wǎng)格劃分軟件，根據(jù)步驟1得到的*.iges文件，對空冷塔實體模型、脫硫塔實體模型和廠房實體模型進行Gridgen網(wǎng)格劃分，完成流程計算所需的網(wǎng)格劃分工作，并上傳網(wǎng)格劃分數(shù)據(jù)中間文件，輸出*.Grid網(wǎng)格文件；

步驟4，點擊運行流場計算軟件，平臺自動調(diào)用FLUENT軟件進行流場分析，根據(jù)v.c/jou文件和步驟3得到的*.Grid網(wǎng)格文件，設置數(shù)值模擬初始條件，并開始數(shù)值模擬計算，基于FLUENT軟件針對用戶事先要求的輸出界面計算Fluent流場信息，自動讀取流場計算結(jié)果，并生成流場計算結(jié)果文件，得到*.dat和*.cas文件；

步驟5，將步驟4得到的*.dat和*.cas文件導入TECPLOT后處理軟件中，按照用戶要求輸出用戶關系的流場計算結(jié)果及圖形文件；

步驟6，平行運行結(jié)束。

所述v.c/jou文件為腳本運行文件，所述腳本運行文件為批處理文件，用于自動讀取邊界條件參數(shù)、設置計算格式、要求輸出的斷面信息等。

所述步驟5，進行Tecplot數(shù)據(jù)后處理，輸出空冷塔、脫硫塔和廠房的溫度云圖和流場云圖。所述空冷塔參數(shù)、脫硫塔參數(shù)和廠房參數(shù)分別為間冷塔幾何外形尺寸、脫硫塔幾何外形尺寸和廠房參數(shù)幾何外形尺寸，用于確定需進行有限元分析的結(jié)構部件，設置定義與間接空冷結(jié)構部件對應的幾何參數(shù)列表，預設其中的幾何參數(shù)數(shù)值。

所述步驟3中進行Gridgen網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格數(shù)目為30萬-32萬之間。

所述步驟3中進行Gridgen網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格數(shù)目為31.5萬之間。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將原來有程序人員交互人工完成的大量程序操作，實現(xiàn)計算機的自動運行，形成本發(fā)明的模擬平臺；開發(fā)了一套高效、快速、準確的間接空冷系統(tǒng)數(shù)值研究平臺，技術人員利用該平臺進行間接空冷系統(tǒng)的CFD數(shù)值模擬，可以極大地提高設計效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式