[發(fā)明專利]冷凝相變二次開發(fā)分析的數(shù)值仿真系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810349601.1
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108694274A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜榮升;袁濤
• 申請（專利權(quán)）人: 青島海聚仿真軟件技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

本發(fā)明涉及一種冷凝相變二次開發(fā)分析的數(shù)值仿真系統(tǒng)及其方法，屬于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊，用于接收用戶導(dǎo)入的建模信息，建模信息包括運(yùn)行數(shù)值仿真模塊的運(yùn)行參數(shù)、用于表示熱管內(nèi)氣液的傳質(zhì)傳熱參數(shù)和用于建立仿真場景的場景參數(shù)；數(shù)值仿真模塊，用于根據(jù)運(yùn)行參數(shù)，對于熱管發(fā)生的蒸發(fā)冷凝相變過程進(jìn)行模擬，實(shí)時(shí)輸出數(shù)值仿真結(jié)果；渲染仿真模塊，用于根據(jù)場景參數(shù)建立熱管的氣液交界面處的三維模型，將數(shù)值仿真結(jié)果通過三維渲染方式動(dòng)態(tài)演示出來；根據(jù)設(shè)置的邊界條件，利用算法，求解出冷凝過程的三維模型；本發(fā)明系統(tǒng)解決了模擬相變過程中無法冷凝或者冷凝量極少的問題；本發(fā)明方法可得到準(zhǔn)確而直觀的冷凝相變過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冷凝相變二次開發(fā)分析的數(shù)值仿真系統(tǒng)及其方法，屬于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

蒸發(fā)冷凝過程是工業(yè)工程中普遍存在的現(xiàn)象。在許多工程實(shí)際問題中，蒸發(fā)冷凝相變過程直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)劣，例如熱管內(nèi)的蒸發(fā)冷凝過程。

目前數(shù)值模擬仿真軟件對于蒸發(fā)過程能夠進(jìn)行較為準(zhǔn)確的模擬，但是對于冷凝過程的模擬十分欠缺，目前絕大多數(shù)商業(yè)軟件均不能進(jìn)行正確的冷凝過程的模擬。

雖然很多軟件均開放了二次開發(fā)的接口，但是目前由于缺少非常完善的理論支撐，導(dǎo)致冷凝過程的模擬進(jìn)展緩慢，效果也不理想。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種冷凝相變二次開發(fā)分析的數(shù)值仿真系統(tǒng)及其方法，其目的是解決當(dāng)前數(shù)值仿真軟件無法準(zhǔn)確模擬冷凝相變的難題。

本發(fā)明所述的一種冷凝相變二次開發(fā)分析的數(shù)值仿真系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊，用于接收用戶導(dǎo)入的建模信息，建模信息包括運(yùn)行數(shù)值仿真模塊的運(yùn)行參數(shù)、用于表示熱管內(nèi)氣液的傳質(zhì)傳熱參數(shù)和用于建立仿真場景的場景參數(shù)；

數(shù)值仿真模塊，用于根據(jù)運(yùn)行參數(shù)，對于熱管發(fā)生的蒸發(fā)冷凝相變過程進(jìn)行模擬，實(shí)時(shí)輸出數(shù)值仿真結(jié)果；

渲染仿真模塊，用于根據(jù)場景參數(shù)建立熱管的氣液交界面處的三維模型，將數(shù)值仿真結(jié)果通過三維渲染方式動(dòng)態(tài)演示出來；根據(jù)設(shè)置的邊界條件，利用SIMPLE算法、耦合算法、離散方法，求解出冷凝過程的三維模型。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊包括：

交界面?zhèn)髻|(zhì)模型，用于根據(jù)用戶導(dǎo)入的運(yùn)行參數(shù)，模擬熱管內(nèi)氣液交界面的傳質(zhì)速率和液相或者氣相的體積分?jǐn)?shù)，并實(shí)時(shí)輸出模擬結(jié)果；

交界面?zhèn)鳠崮Ｐ停糜诟鶕?jù)用戶導(dǎo)入的運(yùn)行參數(shù)，模擬熱管內(nèi)氣液交界面的氣液交界面處的對流換熱系數(shù)，并實(shí)時(shí)輸出模擬結(jié)果。

優(yōu)選地，所述交界面?zhèn)髻|(zhì)模型的參數(shù)，包括熱管內(nèi)的飽和蒸氣壓、對應(yīng)飽和蒸氣壓下的飽和溫度、傳質(zhì)速率、液相或者氣相的體積分?jǐn)?shù)。

優(yōu)選地，所述交界面?zhèn)鳠崮Ｐ偷膮?shù)，包括熱管內(nèi)的飽和蒸氣壓、對應(yīng)飽和蒸氣壓下的飽和溫度、氣液交界面處的對流換熱系數(shù)。

優(yōu)選地，所述數(shù)值仿真模塊采用FLUENT軟件，模擬相變發(fā)生的氣液交界面處的C語言源項(xiàng)，并進(jìn)行判斷相變發(fā)生與否。

優(yōu)選地，所述渲染仿真模塊包括：

建模單元，用于對于熱管內(nèi)氣液進(jìn)行建模，以構(gòu)建模型的基本元素；

仿真單元，用于根據(jù)數(shù)值仿真結(jié)果，將數(shù)值仿真結(jié)果通過三維渲染方式動(dòng)態(tài)演示出來；

CFD處理單元，用于處理數(shù)值仿真結(jié)果，調(diào)用數(shù)據(jù)庫，得到準(zhǔn)確而直觀的冷凝相變過程。

本發(fā)明所述的一種冷凝相變二次開發(fā)分析的數(shù)值仿真系統(tǒng)的方法，包括如下步驟：