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​Cradle CFD 新功能解析(含案例)| scFLOW V2021.1

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《Cradle CFD V 2021.1 新功能解析》共分三个部分:scFLOW 2021.1、scSTREAM 2021.1以及scPOST 2021.1,小编将分三期分别为大家展示,敬请关注。

scFLOW 2021.1

1Voxel fitting-实体零件的分组
Voxel Fitting网格是创新式网格生成功能,对于不封闭,有间隙,重叠等模型,无需模型修复或者包面,可以自动生成体网格。       

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通过将一些实体零件分组,将它们视为一个零件,试用于用板材创建零件形状的CAD数据。例如不封闭的板件,可以认为封闭体,无需模型修复,自动生成体网格。
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2自由液面模型(3种以上多相)

自由表面分析可以处理三相或三相以上的流体。同时三相界面的表面张力和接触角也可以用level set方法来考虑。

可以应用于处理水、空气和油的运输管道和储罐。

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案例:水、空气、油、汞四相流体自由表面分析

由于密度的不同,汞、水、油和空气中的相最终从底部依次分离。

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自由液面4相

3欧拉多相流
从原有的自由液面模型和DEM,粒子追踪模型以外,新增了混合模型(Mixture)和欧拉多相流模型。对于搅拌槽,曝气槽等分析更为方便。

案例:在螺旋分离器中气泡与水的分离分析 

          

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Mixture模型

案例:基于混合模型的油水混合分离分析

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从计算结果于实验结果比对可知,计算结果与实验结果完全吻合。

案例:欧拉模型分析水驱流动中气泡的漂浮

- 储罐内液态气体(水/空气)分散多相流分析。水流由水箱侧面的入口和出口驱动。             

- 气泡是从罐底注入的。             

- 气泡蜿蜒上升。数值结果与实验结果定性一致。

4基于DEM模型的绳索模型
新版本可以考虑弦状物体的动力学分析,也可以考虑通过构成粒子与流体的相互作用。可以应用于旋转机器或过滤器被绳索堵塞。

案例:用穿孔板阻止绳索

-30根绳索连续流入以3000[rpm]转速旋转的风扇。            

-每根绳索由40个直径为1[mm]的离散元素粒子组成。             

-在左侧分析中,绳索缠绕在叶片周围或流向下游。

-正确的分析表明,绳索是有效地挡在穿孔板。

5 VF 辐射模型支持移动物体
通过重新计算角系数,处理了辐射对运动物体的瞬态贡献。

有利于用VF法计算辐射,运动物体可同时使用。运动引起的辐射贡献变化是依次反映的。可以分析移动物体干燥炉等。

案例:旋转物体的热辐射

本次分析种左侧(-x)指定高温,在右侧( x)指定低温。旋转的物体被放置在中心。每10个周期重新计算一次角系数。             

分析结果可知,随着移动物体的位置变化,可以准确计算出不同角度的温度分布。

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移动物体

6弹性腔(Windkessel)模型
对于心血管分析,弹性腔(Windkessel)模型非常必要。新功能增加了此功能。

-0D RCR电路连接到设置边界条件的位置。             

-阻力代表管道摩擦,电容器代表管道膨胀。             

-根据出口流量将反馈压力提供给设置此边界条件的区域。

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通过此模型可以考虑管道系统与分析区域连接的管道流动分析,分支管出口流量比的改进。可应用于分支血管的血流模拟。

案例:分支血管脑动脉瘤的血流模拟

计算条件:             

1、进口边界条件             
  - 模拟心跳的速度边界条件。             
2、出口边界条件:测试了两种不同的条件并比较了结果
  - 案例1:零压力条件
  - 案例2:Windkessel模型条件

3、两种出口流量比的比较

  - 零压力条件:根据入口速度B.C.可以看出时间依赖性

  - Windkessel模型:消除了时间依赖性,这是一种生理上正确的情况

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弹性腔

7密度基求解器加快计算速度
从V2021开始,基于密度的解算器实现了加速。不影响数值结果,因为这不涉及任何数值方法的更改。对于面数较多的多面体网格,比基于六面体的网格更有效,例如空间六面体和体素拟合。

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8从离心风机外形创建到可压缩流体分析的无缝设置
Cradle具有Smartblade,直接设计轴流风扇以及离心风机功能,新功能可以对应可压缩流体(离心模式)。

通过此模型,可以轻松无缝地创建离心风机的形状并执行可压缩流体分析。可以用于涡扇发动机,泵,压缩机等。

总结

GUI

• 体素拟合网格中实体零件的分组

Analysis Functions

•  多相流自由面分析             

• 分散多相流              

• 基于DEM的绳索模型             

• 其他DEM模型的增强             

• 运动物体辐射的VF法

• 新的边界条件:Windkessel模型             

• 基于密度的求解器的加速             

• 增强其他功能

Tools

• 从离心风机外形创建到可压缩流体分析的无缝设置

Others

• 修订在规格/默认值中           

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首次发布时间:2021-05-22
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