利索能及
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专利号: 2019100243805
申请人: 上海理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于Fluent软件的粗糙微通道内部流场仿真方法,其特征在于,包含以下步骤:

步骤一:根据需求选择表面粗糙度模型,利用Matlab软件计算微通道表面的粗糙度高度;

步骤二:利用APDL语言在Ansys中建立微通道的几何模型;

步骤三:在Gambit软件中划分高质量的六面体结构网格;

步骤四:在Fluent软件中设置边界条件,其中,对于液体流动,在壁面处设置无滑移边界条件,对于气体流动,利用用户自定义函数设置滑移边界条件;

步骤五:采用离散格式和数值算法,计算通道内的流场参数;

步骤六:对结果进行后处理。

2.根据权利要求1所述的基于Fluent软件的粗糙微通道内部流场仿真方法,其特征在于,在步骤一中可以根据微通道的实际表面选择合适的粗糙度模型,包括:适合微通道的表面粗糙度为周期分布的正弦波模型、方波模型或锯齿波模型;适合表面粗糙度满足高斯分布的高斯分布模型;及适合表面粗糙度具有分形特性的分形几何模型。

3.根据权利要求1所述的基于Fluent软件的粗糙微通道内部流场仿真方法,其特征在于,在步骤二中,所述利用APDL语言在Ansys中建立微通道的几何模型包括:根据粗糙度数据生成上下两个粗糙表面的离散点;每四个相邻的离散点形成一个小的Coons表面,上下粗糙表面对应的Coons表面可以形成一个体单元,大量的体单元组成了粗糙微通道的流域。

4.根据权利要求1所述的基于Fluent软件的粗糙微通道内部流场仿真方法,其特征在于,在步骤三中,所述在Gambit软件中划分高质量的六面体结构网格包括:将粗糙微通道的几何模型导入Gambit软件,执行布尔操作将所有的体单元合并成一个整体。设置合适的网格密度,采用Map方法划分六面体结构网格,并输出msh格式的网格。

5.根据权利要求1所述的基于Fluent软件的粗糙微通道内部流场仿真方法,其特征在于,在步骤四中,对于液体流动设置无滑移边界条件,壁面速度uw=0;对于气体流动,根据Maxwell一阶速度滑移公式 编写用户自定义函数计算壁面处的滑移速度,以上公式中,Us是边界滑移速度,σt是切向动量适应系数,λ是气体分子平均自由程, 是气体速度在壁面处的法向梯度,利用Fluent的编译功能将用户自定义函数加载进入软件,在壁面的边界条件设置中,选择用户自定义函数提供的边界速度。

6.根据权利要求1所述的基于Fluent软件的粗糙微通道内部流场仿真方法,其特征在于,所述对结果进行后处理包括:将计算结果导入Tecplot软件进行后处理。