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请问有人了解Sinda-Fluint吗?

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发表于 2004-7-30 11:44:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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我现在要用Sinda-Fluint但是对他一点都不了解,清高手指点
发表于 2005-12-15 12:43:53 | 显示全部楼层

请问有人了解Sinda-Fluint吗?

我们在学校学习的时候,传热学书中提到过节点-热导(node-conductor)网络法(R-C)。作为一种基于集总参数(lump)和有限差分理论(FD)的计算方法,它与我们的试验研究和工程应用非常贴近(注重系统宏观参量和整体效果,以点代面,逐级细分),也与热工研究的目的非常吻合——保证结构件温度不超限/温度分布合理(采用隔热/强化传热等措施)、优选泵/阀门/三通/管道等水力件,实现系统尺寸/重量/能耗/效率/温度水平/温差分布等组合最佳。
集总参数法最大的优点就是节点划分任意。在工程酝酿阶段,复杂系统能以几十个节点快速完成可行性评估,在方案定型后,同一系统又能形成几十万节点的细致网格提供给结构系统进行热应力分析。
集总参数法还有一个优点,就是适于进行热辐射分析。曲面/曲体的存在大大减小了模型规模,也提高了热辐射计算的精度和速度(光线追迹计算热辐射)。
这样,我们的热工程师就能在方案阶段,进行多方案比对,提供全松弛变量,让程序在众多变量中根据约束变量方程组、自动寻找目标函数最优的热设计方案。热设计方案确定后,我们在已有模型基础上完成细化过程,提供结构和其它系统分析之用。(反过程同样可行,就是基于已有的FEM细密网格生成曲面/曲体等FD粗网格)。
但是,这些年我们似乎忽视了集总参数和有限差分这种更符合热领域研究的基本计算方法,转向了为结构分析提供的FEM热计算软件或用于流场细节研究的CFD热流体分析软件。
为什么呢?原因不在乎以下几点:
(1)过去的FD软件的前处理器不好:如何利用CAD设计模型,生成可自由控制节点数目的热曲面/FEM网络单元?完成热容/热导自动计算、热光学属性、隔热材料、接触热阻、流固网络耦合等设置?在输出时保持曲面面型描述以进行热辐射光学分析?如何在CAD设计改变后,迅速省力地调整热模型,只做部分改动,而不从头再来?
(2)过去的FD软件的后处理器不好:大多软件都是基于FEM产生彩图和动画,如何实现曲面/曲体单元在以平面单元为基础的FEM软件内的显示是一个问题;还有如果采用FEM细密网格构建热模型,我们很难实现瞬态过程边计算/边显示等功能。
(3)FD方法的网格处理技术不完善:流固网格的耦合是一个重要的问题;线面接触热阻/点(面)热源中出现的节点对应和自动分配问题;单个FD节点与多个FEM节点的对应问题;
(4)缺乏更全面的集总参数理论:过去把对流换热也简化为conductors的方法在模拟流体内部能量、动量、质量守恒时会出现大量的假设,而且温度也不再是流团单一特征量,压力参量出现了,这需要建立更完善的集总参数理论体系作为支撑,才能描述多相(相不平衡)、多组分、热毛细、热虹吸、压缩循环、管网、热工水力件、化学热反应等过程。
在这么多缺点都还存在的时候,FD类热软件给人的印象是:太难用、很累人、能完成的功能又少。所以适应结构FEM分析软件和流场CFD软件是大多数人为解燃眉之急而不得不做的事情。
但FEM方法并不适合做热设计分析,模型节点数目不能随意控制,模型庞大和笨拙,而且应力集中地方过密的网格常造成热分析出错。热辐射分析的曲面在FEM也很难保留(打碎成细密平面单元),热工领域常见的相变、压缩循环、压头损失、热控逻辑都很难在FEM中实现。
CFD方法目前更多地还是适用于绕流模拟和小部件研究,在大系统模拟或处理有大量弯头、阀门、两相、多组分、压缩循环、节流效应、曲面辐射、热光学模拟的应用中CFD成本投入巨大,但效果不好。
集总参数理论的发展是一个复杂的改进和提高的过程,但对美国C&R公司中的NASA精英而言,这只是步步为营、一个个解决问题的过程。他们创建了lump、path、ties、fties等单元,完善了流体集总参数理论,与“热结构件”node、conductor一起,构成了热流体分析集总参数法的基础。作为成果,他们给出了集有限差分FD、有限元FEM、等式求解器、逻辑控制于一体的热设计分析软件SINDA/FLUINT。开发了新一代前后处理器软件Thermal Desktop,从而实现了热工程师与CAD设计师和FEM结构分析师的同步工程。在单一界面环境下,我们能利用已有CAD/FEM模型,能快速省力地随他们的改变而调整,能方便地控制热模型节点数目,设定导热/对流/辐射/隔热/线面接触/多层包覆/烧蚀/多轴旋转部件热辐射/空间或试验外热流模拟/热光学能量统计/多相流/多组分流/热管/半导体制冷/压缩循环/节流效应/散热翅片/低温系统/水锤/泵阀门三通滤网等热工水力件。热模型采用全参数建模,重量/尺寸/功耗/位置/材料物性等所有建模参数或控制参数都以变量输入,有强大的逻辑控制/网络通断功能,能模拟复杂瞬态过程。能完成试验数据自动拟和、设计可靠度分析。
由于国内一直没有系统规范的管理、持续的资金支持、也没有畅通的用户需求交互体系,使得众多高校的基础工作一次次荒废,学生们辛勤工作的结果既不规范,又相互重叠,更没有人继承和提高。这些年,我们中有很多人只是在学着适应FEM软件,为了满足结构分析需求而暂且放弃自己应当有的东西;或者勤奋地学习CFD软件,迷恋于绚丽的流线和不太可能验证的大涡和小涡,同时不得不忍受越算越飞的计算结果。
Sinda/Fluint软件着重于结构件热分析和热工水力系统的优化,软件功能全面、使用灵活,确为满足热工程师需求所设计,但它不能给出流场的细节。对于工程应用者而言,如果我们考虑的不是流场的内部细节和各种可能存在的微观机理,联合使用CFD软件和Sinda/Fluint软件进行工程设计是一个好的方案,除了实验公式外,CFD给出的拟和关联式可以作为Sinda/Fluint的输入,完成系统级优化设计。
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