积鼎航空发动机流体仿真解决方案
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航空发动机流体仿真解决方案
航空发动机作为高度复杂的技术系统，涉及燃烧、传热、气动等多个物理过程，其性能直接关系到飞行器的安全性、经济性和环境影响。流体仿真通过先进的计算流体动力学（CFD）方法，在数字环境中模拟真实条件下流体与固体间的相互作用，使得工程师无需频繁进行实体试验，即可深入洞察发动机内部的复杂流动机制，显著提升设计效率和产品质量，推动航空技术的进步。
VirtualFlow 航空发动机解决方案VirtualFlow软件作为一款先进的计算流体仿真软件，其完备的流体力学数值计算功能，渗透到航空发动机CFD研究与应用的各个方面。
发动机燃烧室
雾化燃烧 烧蚀仿真。
压气室
前置喷水冷却 发动机吞沙
吸雨吸雹
换热仿真
流固热耦合
机械系统
机械润滑
发动机燃烧室 - 雾化燃烧
仿真应用
· 压气机工作过程流动仿真
低压 & 高压
湍流模型
· 燃烧室仿真
主燃烧室：雾化，壁温，推力
· 压气机工作过程流动仿真
低压 & 高压
湍流模型
· 燃烧室仿真
主燃烧室：雾化，壁温，推力
加力燃烧室：雾化
· 直射式雾化模型
加力燃烧室
主燃烧室[蒸发管/气助式雾化]
· 离心式雾化模型
主燃烧室
· 直射式雾化模型
加力燃烧室
主燃烧室[蒸发管/气助式雾化]
· 离心式雾化模型
主燃烧室
发动机燃烧室 - 雾化燃烧功能特色：高精度雾化模型
发动机燃烧室 - 雾化燃烧功能特色：工程雾化模型
发动机燃烧室 - 雾化燃烧技术优势
VirtualFlow 技术优势：
· 高精度界面追踪多相流模型
· 高精度湍流模型
· 便捷的雾化特性后处理流程
VirtualFlow 技术优势：
· 高精度界面追踪多相流模型
· 高精度湍流模型
· 便捷的雾化特性后处理流程
相比原DNS结果
VirtualFlow使用 LES+VOF+1/1000网格量：
· 可以清晰的捕捉大结构
· 同时能对诸如破碎距离等统计量，给出准确预测
发动机燃烧室 - 雾化燃烧LISA一次雾化模型
LISA模型针对离心雾化构型设计，分为入射模型和破碎模型。其中入射模型利用伪液滴包模拟液膜-液丝-大液滴的破碎过程。首次破碎后的液滴包的粒径，满足RR分布。
KHRT二次雾化模型
KHRT雾化模型模拟大液滴破小液滴的过程，与一次雾化模型WAVE配合，可以模拟完整的直喷式射流雾化过程;与一次雾化模型RR、LISA配合，可以模拟完整的离心式雾化过程。
发动机燃烧室 - 雾化燃烧横向射流雾化模拟
发动机燃烧室 - 雾化燃烧横向射流雾化模拟
发动机燃烧室 - 雾化燃烧横向射流雾化模拟
发动机燃烧室 - 烧蚀仿真功能特色：燃烧室及热端部件烧蚀仿真模块
压气室 - 前置喷水冷却技术路线：综合多物理模型的解决方案
· 基于欧拉 - 拉格朗日方法，考虑了自喷口到压气机部件，冷却介质运行的整个过程的模拟仿真过程。
· 增加了计算液滴与压气机叶片相互作用的过程
· 考虑了液滴在压气机内的相变传热过程
· 使用液膜模型分析液滴在压气机，叶片上的运动过程：
· 基于欧拉 - 拉格朗日方法，考虑了自喷口到压气机部件，冷却介质运行的整个过程的模拟仿真过程。
· 增加了计算液滴与压气机叶片相互作用的过程
· 考虑了液滴在压气机内的相变传热过程
· 使用液膜模型分析液滴在压气机，叶片上的运动过程：
压气室 - 发动机吞沙仿真应用
Virtualflow 软件功能
· 计算沙尘颗粒的数量与轨迹
Virtualflow 软件功能
· 计算沙尘颗粒的数量与轨迹
· 与压气机气动耦合计算
· 颗粒与压气机叶片碰撞计算
· 冲蚀模型
压气室 - 发动机吞沙技术路线：DPM模型解决方案
· 基于欧拉 - 拉格朗日方法
· 计算沙尘颗粒流过压气机叶片的过程，与压气机气动进行耦合计算。
· 支持不同沙尘颗粒粒径、密度等物性仿真。
· 可以根据stokes数选择单向耦合或双向耦合计算。
· 耦合冲蚀模型可以计算沙尘颗粒对压气机叶片的冲蚀作用，冲蚀模型采用半经验公式模型，综合颗粒物性、速度、入射角等信息计算冲蚀情况。
· 计算沙尘颗粒流过压气机叶片的过程，与压气机气动进行耦合计算。
· 支持不同沙尘颗粒粒径、密度等物性仿真。
· 可以根据stokes数选择单向耦合或双向耦合计算。
· 耦合冲蚀模型可以计算沙尘颗粒对压气机叶片的冲蚀作用，冲蚀模型采用半经验公式模型，综合颗粒物性、速度、入射角等信息计算冲蚀情况。
压气室 - 吸雨吸雹
仿真应用
Virtualflow 软件功能
· 雨滴和冰雹的数量与轨迹计算，以及叶片受到的压力。
· 粒子传热传质过程计算，支持燃烧室温度的计算。
· 雨滴和冰雹对入口气体状态的影响，并可评估压气机的效率。
Virtualflow 软件功能
· 雨滴和冰雹的数量与轨迹计算，以及叶片受到的压力。
· 粒子传热传质过程计算，支持燃烧室温度的计算。
· 雨滴和冰雹对入口气体状态的影响，并可评估压气机的效率。
压气室 - 吸雨吸雹技术路线
压气室 - 吸雨吸雹技术路线：DEM介绍
压气室 - 吸雨吸雹技术优势
空气与直径为 2mm 以内的液滴
· 液滴运动以及与空气耦合模型
· 液滴破碎模型
· 液滴碰撞与聚并模型
· 液滴运动过程中蒸发传热模型
· 液滴破碎模型
· 液滴碰撞与聚并模型
· 液滴运动过程中蒸发传热模型
· 液滴与高温壁面碰撞、吸附及蒸发模型
· 转静界面上的颗粒传递
空气与直径为 16mm 的冰雹之间的两相流
· 大颗粒运动以及与空气双向动量耦合模型
· 大颗粒之间碰撞
· 大颗粒与高温壁面碰撞型
· 大颗粒与高温壁面碰撞型
· 大颗粒运动过程中蒸发传热传质模型
· 转静界面上的颗粒传递
VirtualFlow 技术优势： √ 丰富的湍流模型 √ 丰富的多相流模型 √ 相变模型丰富 √ 高效的并行处理。
换热仿真 - 流固热耦合
换热仿真 - 流固热耦合技术路线
笛卡尔网格
· IST界面技术 +壁面温度重构
· 集成RPI壁面沸腾模型
· 复杂部件，运动边界
· 切割体网格(集成中)。
机械系统 - 机械润滑VirtualFlow的IST网格技术对刚体运动有天然优势，与传统贴体网格处理运动域用的MRF、滑移网格、动网格、重叠网格等方法相比具有非常高效的处理能力；
通过VirtualFlow先进的Level-set模型或VOF模型，结合共轭换热模型及刚体运动技术，实现单相多相的机械润滑的仿真。
机械系统 - 机械润滑技术优势：刚体运动
技术优势
· IST网格实时追踪流固界面
· 无需设置动静网格区
· 操作便捷
应用场景
· 泵阀系统
· 旋转机械
· 机械润滑
技术优势
· IST网格实时追踪流固界面
· 无需设置动静网格区
· 操作便捷
应用场景
· 泵阀系统
· 旋转机械
· 机械润滑
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