VirtualFlow | 洁净室循环风量数值模拟

本算例基于通用流体仿真软件VirtualFlow对洁净室循环风量进行仿真计算。循环风量作为洁净室设计的核心参数，直接决定了室内气流组织、洁净度水平和能耗成本。

洁净室几何模型如图所示：

三维模型图

基于VirtualFlow软件的模型网格图

总网格数为786万，高度方向网格为0.153m，其它方向网格为0.25m~0.26m。网格划分时间小于1min。

设备室顶部空调通风口数量常达数百乃至上千个，采用传统商用软件的贴体网格进行边界设置时，需事先在前处理软件中对每个边界进行选取编组，操作流程繁琐耗时；通用流体仿真软件VirtualFlow具有高效的网格划分功能，仅需设置一个边界即可，大幅简化前处理流程，操作便捷性与建模效率显著提升。

计算采用RNG k-ε湍流模型、加强壁面函数、求解压力耦合的方程组。求解的方程有连续方程、湍动能方程、耗散方程、三个方向的动量方程。

根据工况设置，采用了壁面边界条件为无滑移壁面、速度入口velocity inlet，入口速度为0.35m/s、压力出口pressure outlet为0。

根据经验，在底板处设置多孔介质的参数为空隙率0.6，空隙直径0.01m进行计算，流体域不同截面模拟结果如下：

   

（a) 1.5m高度速度云图

   

(b) 1.5m高度压力云图

(c) 多截面的速度云图

X=24.3m

X=2m

Y=10m

Y=60m

Y=95m

(d) 不同截面的速度云图

在入口速度0.35m/s的条件下，最高速度小于2.5m/s，整体来看，两侧的速度大于中间的速度，出口速度最大，出口最大风速约为2.3m/s。

多孔介质区域下方添加复杂管路结构后进行计算。复杂管路结构如下图：

在CAD软件建好管道结构后，保存为stl格式，直接导入VirtualFlow软件中，无需重新设置和生成网格，也无需修改边界条件和求解参数。

导入管道后的效果

导入管道后，可以直接求解计算，然后进行结果后处理。VirtualFlow软件从导入stl格式的管道结构到开始求解计算，整个过程只需几秒钟。流体域不同截面模拟结果如下：

   

（a）1.5m高度速度云图

   

（b）1.5m高度压力云图

(c) 多截面的速度云图

X=24.3m

X=2m

Y=10m

Y=60m

Y=95m

(d) 不同截面的速度云图

在入口速度0.35m/s的条件下，最高速度小于2.5m/s，整体来看，两侧的速度大于中间的速度。在管道的干扰下，流场有一定的变化。