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利用ANSYS多物理场仿真进行热量扩散器的设计

2015/12/29    来源:ANSYS    作者:Jean-Philippe Guillemin  Stéphane Leconte      
关键字:ANSYS  多物理场  仿真  
本文介绍了Davey Bickford工程团队利用多物理场仿真设计热量扩散器,将爆炸能转化为持续热能。

优化扩散器的几何外形

 下一步是优化热量扩散器的几何外形。Davey Bickford工程师利用ANSYS Workbench的目标驱动优化工具等设计探索功能,设计出最佳扩散器尺寸,以实现液体温度的均匀分布。首先利用热瞬态模型跟踪引爆装置和热量扩散器之间的固体-固体热传递。优化工具可以自动探究设计空间,设置扩散器的尺寸,尽可能使温度实现均匀分布。

 接下来,工程师利用ANSYS Fluent评估固体与液体界面之间的热传递,并确定热量扩散器可以加热的液体体积。他们对装有热量扩散器的液体容器进行建模,将瞬并设置初始条件和液体的热态热分析结果导入CFD软件,属性。仿真结果表明优化后的设计方案可以实现液体温度的均匀分布,满足了客户的需求。

图8 利用CFD预测液体的温度分布情况

图8 利用CFD预测液体的温度分布情况

    仿真证明,通过优化热量扩散器的材料属性和几何外形,我们可以有效控制高能材料燃烧向液体的热传递过程。当然,还必须考虑其他限制条件,因此开发团队会进一步对几何外形进行调整。ANSYS解决方案允许工程师预测开发风险,使他们能够快速针对产品的可行性做出正确决策。

 此外,设计人员还能利用本项目所取得的仿真成果,开发出用于确定高能材料热流量的最新流程。瞬态热分析可用来创建关于高能材料组成与配置的热流函数库。这个数据库允许应用设计团队根据客户的具体需求快速提出解决方案。

责任编辑:吴星星
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