A brand of the CADFEM Group
Khám phá động lực học của chất lưu với Computational Fluid Dynamics (CFD) – nơi kỹ thuật đáp ứng mô phỏng chính xác
Tính toán động lực học chất lưu (CFD) là một nhánh của cơ học chất lưu sử dụng các phương pháp và thuật toán số để phân tích và giải quyết các vấn đề liên quan đến dòng chất lưu. Đây là một công cụ mạnh mẽ để các kỹ sư và nhà khoa học mô phỏng và hiểu rõ hoạt động của chất lưu trong nhiều tình huống khác nhau mà không chỉ dựa vào các thử nghiệm thực nghiệm tốn kém và tốn thời gian.
Multi-phase refers to simulations involving multiple phases of matter to account for interactions between liquids, solids and gases.
For accurate simulations of Industrial applications, such as liquid-gas, solid-liquid, or even more complex scenarios like free surface flows (e.g., air-water interfaces). Similarly, “multi-species” simulations involve the modeling of multiple chemical species or components within a fluid mixture. Phase Interaction Models: ANSYS Computational Fluid Dynamics provides various models to simulate interactions between different phases, such as Volume of Fluid (VOF), Eulerian-Eulerian, Eulerian-Lagrangian, etc. These models describe how phases interact, mix, and exchange mass, momentum, and energy. Species Transport Models: For multi-species simulations, ANSYS CFD offers different approaches to model species transport, including species mass transport equations, mixture fraction models, and more complex models like the species transport model with turbulent chemistry.
Quản lý nhiệt đề cập đến các kỹ thuật, chiến lược và công nghệ được sử dụng để kiểm soát và điều chỉnh mức nhiệt độ trong hệ thống, bộ phận hoặc môi trường nhằm tối ưu hóa hiệu suất, hiệu quả, độ tin cậy và an toàn.
Mô phỏng CFD được sử dụng để dự đoán và ngăn ngừa quá nhiệt, ứng suất nhiệt và hỏng hóc linh kiện trong các thiết bị điện tử, hệ thống cơ khí, phương tiện, quy trình công nghiệp và hệ thống năng lượng. Nó liên quan đến việc tản nhiệt hiệu quả, duy trì nhiệt độ hoạt động tối ưu và đảm bảo cân bằng nhiệt để nâng cao hiệu suất và tuổi thọ. Truyền nhiệt liên hợp (CHT) đề cập đến việc phân tích các hiện tượng truyền nhiệt trong đó cả dòng chất lưu và sự dẫn nhiệt của chất rắn đều được xem xét đồng thời. Điều này rất quan trọng trong các hệ thống như làm mát điện tử, nơi nhiệt do các bộ phận rắn tạo ra phải được tiêu tán hiệu quả thông qua cả vật liệu chất lưu và rắn, hệ thống làm mát động cơ và các quy trình công nghiệp trong đó hiểu được sự tương tác giữa dòng chất lưu và truyền nhiệt trong vật liệu rắn là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất nhiệt.
Khí động học bên ngoài xử lý luồng không khí xung quanh bề mặt bên ngoài của phương tiện, máy bay, tòa nhà và các công trình khác.
Khí động lực học bên trong tập trung vào luồng không khí trong ống dẫn khí, đường ống, động cơ và hệ thống HVAC. Mô phỏng CFD được sử dụng để phân tích hiệu suất khí động học, giảm lực cản và tối ưu hóa luồng không khí trong các ứng dụng này.
Dòng Dưới âm đề cập đến dòng chất lưu trong đó tốc độ dòng chảy thấp hơn tốc độ âm thanh.
Nó phổ biến trong khí động học, hệ thống thông gió và các ứng dụng động lực học chất lưu tốc độ thấp. CFD được sử dụng để nghiên cứu mô hình luồng không khí, phân bố áp suất và lực nâng/cản trong chế độ dòng chảy dưới âm. Dòng Cận âm xảy ra khi dòng chất lưu chuyển từ tốc độ dưới âm sang tốc độ siêu âm, điển hình là xung quanh tốc độ âm thanh. Nó có liên quan đến khí động học, máy cánh quay và thiết kế máy bay. Mô phỏng CFD giúp phân tích sóng xung kích, phân tách dòng chảy và hiệu suất khí động học trong điều kiện cận âm
Dòng Siêu âm đề cập đến dòng chất lưu trong đó tốc độ dòng chảy vượt quá tốc độ âm thanh. Nó gặp phải trong khí động học tốc độ cao, hệ thống động cơ đẩy và các ứng dụng hàng không vũ trụ. Mô phỏng CFD được sử dụng để nghiên cứu các hiện tượng như sóng xung kích, hiệu ứng nén và hành vi dòng chảy siêu âm.
Aero-Vibro Acoustics is a multidisciplinary field that combines principles from aerodynamics, structural dynamics, and acoustics.
To study the generation, propagation, and control of noise and vibrations in aerospace and mechanical systems. It is applicable in aerospace, automotive, and industrial settings where reducing noise and controlling vibrations are critical for performance and comfort.
Hệ thống quản lý pin (BMS) liên quan đến việc giám sát và kiểm soát nhiệt độ, trạng thái sạc và tình trạng của pin.
Mô phỏng CFD được sử dụng để phân tích hành vi nhiệt, tối ưu hóa chiến lược làm mát và cải thiện hiệu quả và độ an toàn tổng thể của hệ thống pin trong xe điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và thiết bị điện tử cầm tay
Tương tác Chất lưu-Kết cấu (FSI) là một lĩnh vực đa ngành liên quan đến sự tương tác giữa dòng chất lưu và các cấu trúc có thể biến dạng để trao đổi.
Trong tính toán động lực học chất lưu (CFD), mô phỏng FSI liên quan đến việc mô hình hóa hành vi kết hợp của chất lưu và kết cấu để phân tích xem lực chất lưu ảnh hưởng như thế nào đến biến dạng và phản ứng của vật thể rắn. Điều quan trọng là trong các ứng dụng như cánh máy bay, tua-bin gió và thiết bị y sinh, trong đó hiểu được lực chất lưu ảnh hưởng đến hành vi kết cấu như thế nào là điều cần thiết để tối ưu hóa thiết kế và dự đoán hiệu suất.
Xây dựng mô hình chuyển dòng từ trường hợp áp thấp sang áp suất cao
Hệ thống thủy lực sử dụng chất lưu (thường là dầu hoặc nước) để truyền công suất và điều khiển chuyển động cơ học. Mô phỏng CFD được sử dụng để mô hình hóa dòng chất lưu trong chu trình thủy lực, phân tích phân bố áp suất, tối ưu hóa thiết kế thành phần và đảm bảo truyền năng lượng hiệu quả và hiệu suất hệ thống.
Máy bơm và tua bin là những thành phần thiết yếu trong hệ thống năng lượng chất lưu, quy trình công nghiệp và sản xuất năng lượng. Mô phỏng dòng chất lưu qua máy bơm (ly tâm, chuyển vị dương) và tua bin (khí, hơi nước, thủy lực) giúp phân tích các đặc tính hiệu quả làm việc (tốc độ dòng chảy, áp suất và hiệu suất), tối ưu hóa thiết kế để đạt hiệu quả tối đa và khắc phục các vấn đề như xâm thực và tách dòng .
Van đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh dòng chảy, áp suất và hướng của chất lưu trong hệ thống điều khiển thủy lực và chất lưu. Mô phỏng CFD giúp thiết kế và tối ưu hóa hình học của van, phân tích các đặc tính dòng chảy (chẳng hạn như giảm áp suất và vận tốc dòng chảy), dự đoán hiệu suất của van trong các điều kiện vận hành khác nhau và cải thiện khả năng phản hồi và độ ổn định của hệ thống điều khiển.
Đốt cháy là phản ứng hóa học giữa nhiên liệu và chất oxy hóa, thường giải phóng nhiệt và ánh sáng.
Gia công polyme và kim loại liên quan đến việc phân tích dòng chất lưu, truyền nhiệt và hành vi của vật liệu trong các quá trình sản xuất như ép phun, ép đùn, đúc và tạo hình kim loại.
Mô phỏng CFD được sử dụng để mô hình hóa dòng chảy của polyme nóng chảy, dự đoán sự phân bố nhiệt độ, tối ưu hóa chiến lược làm mát và phân tích hành vi vật liệu trong quá trình tạo hình và hóa rắn. Điều này giúp thiết kế khuôn hiệu quả, giảm thời gian chu kỳ, giảm thiểu khuyết tật vật liệu và cải thiện đặc tính cơ học của sản phẩm polymer.
Phát triển chức năng tùy chỉnh đề cập đến việc tạo ra các thuật toán, mô hình và công cụ chuyên dụng trong phần mềm CFD để giải quyết các thách thức kỹ thuật hoặc nhu cầu nghiên cứu cụ thể.
