[发明专利]基于CFD的流体设备的阻力计算方法

权利要求书

1.一种基于CFD的流体设备的阻力计算方法，其特征在于：基于流体设备的简化几何模型通过CFD软件计算流体设备的阻力值，

所述阻力计算方法包括如下步骤：

S1：将流体设备划分为多个流动相对独立的区域；

S2：对每一个区域单独建立几何模型，并划分网格；

S3：为每一个区域估算流量范围，在流量范围内选取4-6个流量值，基于每一个区域的网格通过CFD软件进行CFD分析，得到一组流量-阻力数据，所述流量-阻力数据包括所述4-6个流量值和与4-6个流量值对应的4-6个阻力值；

S4：利用每一个区域的所述流量-阻力数据进行二次拟合，得到每一个区域的流量和阻力的曲线；

S5：对流体设备的结构进行简化，将所述多个流动相对独立的区域简化为多个具有不变的流通截面积的模型，从而得到流体设备的简化几何模型；

S6：对简化几何模型划分网格，在CFD软件中，基于所述二次拟合得到的拟合系数为每一个具有不变的流通截面积的模型添加阻力源项；

S7：基于简化几何模型的网格通过CFD软件进行CFD分析，得到流体设备的初步阻力值；

S8：检查每一个具有不变的流通截面积的模型的流量是否在步骤S3中估算的流量范围内，若不在该流量范围内，则针对对应的区域重新选取4-6个流量值，从步骤S3开始重新执行；若在该流量范围内，则完成流体设备的阻力值的计算，上述初步阻力值即为流体设备的阻力值， 其特征在于，

在步骤S8中，检查每一个具有不变的流通截面积的模型的流量是否在4-6个流量值界定的流量区间内，若不在该流量区间内，则针对对应的区域重新选取4-6个流量值，从步骤S3开始重新执行；若在该流量区间内，则完成流体设备的阻力值的计算，上述初步阻力值即为流体设备的阻力值。

2.根据权利要求1所述的基于CFD的流体设备的阻力计算方法，其特征在于：

步骤S1中将流体设备划分为多个流动相对独立的区域包括将具有进口和出口的区域和/或结构上存在重复的区域划定为流动相对独立的区域。

3.根据权利要求2所述的基于CFD的流体设备的阻力计算方法，其特征在于：

在步骤S4中通过如下公式进行二次拟合：

其中Δp为阻力值，L为进口与出口之间的距离，Q为体积流量，s为等效流通面积，c₁、c₂为两个拟合系数。

4.根据权利要求3所述的基于CFD的流体设备的阻力计算方法，其特征在于：

所述具有不变的流通截面积的模型为具有圆柱体、长方体或正方体形状的模型。

5.根据权利要求4所述的基于CFD的流体设备的阻力计算方法，其特征在于：

多个不变的流通截面积分别为多个流动相对独立的区域的等效流通面积s。

6.根据权利要求5所述的基于CFD的流体设备的阻力计算方法，其特征在于：

添加阻力源项采用二项式格式，将一次项系数设为c₁，二次项系数设为c₂。

7.根据权利要求1所述的基于CFD的流体设备的阻力计算方法，其特征在于：

所述CFD软件包括Fluent、CFX、Star-CD和Numeca软件。