Flussi multifase

Ci sono serie possibilità che la tua simulazione fluidodinamica includa flussi multifase come ebollizione, cavitazione, flussi multifase dispersi, fluidi non miscelabili e flussi con particolato. ANSYS CFD fornisce la più ampia gamma di sofisticati modelli fisici e di turbolenza per simulare in maniera accurata le combinazioni più impegnative, per permettere di prevedere con fiducia le prestazioni del tuo prodotto.

Molte simulazioni di fluidi includono flussi multifase. Che stiate progettando un mezzo di trasporto super rapido e abbiate necessità di contrastare la formazione di ghiaccio, sviluppando un esame degli enzimi nel sangue, creando e fondendo composti con polveri metalliche rare per la produzione di additivi oppure progettando un sistema di filtrazione per fornire acqua potabile pulita in un luogo remoto, state risolvendo problemi multifase.

Nel nostro impegno per migliorare i nostri prodotti e processi, abbiamo bisogno di una migliore comprensione dell'interazione tra liquidi, solidi e gas. Ciascuna di queste differenti sfide multifase richiede un approccio di modellazione diverso. I nostri clienti utilizzano ANSYS CFD da oltre 40 anni per accedere alla più ampia gamma di modelli multifase accurati e prevedere con fiducia le prestazioni dei loro prodotti. Per comprendere realmente il vostro prodotto, dovete ottenere le corrette simulazioni multifase.

Delphi - Atomizzazione tramite vortice
Atomizzazione tramite vortice nell'iniezione diesel ad alta pressione.
Per cortesia di Delphi Automotive Systems
Leggere l'application Brief sui flussi multifase

Tutti gli utenti possono ottenere ottimi risultati dai una simulazione multifase

Con il flusso di lavoro diretto di Fluent, sia gli utenti nuovi che quelli esperti possono configurare simulazioni multifase complesse. Un pannello singolo a schede organizza diverse configurazioni in un flusso logico e passo passo che fa risparmiare tempo. In una simulazione di flusso in un tubo gas-liquido, la configurazione si è dimostrata il 25% più veloce e ha eliminato la necessità di accedere a 17 distinte interfacce con il software.

Il modello Fluent AIAD simula in modo accurato transizioni di regime multifase complesse

Le transizioni tra continui flussi stratificati e i flussi dispersi sono generalmente difficili da modellare. Spesso compaiono in reattori nucleari, tubazioni di petrolio e gas, generatori di vapore, apparecchiature di refrigerazione, condensatori a reflusso, colonne di distillazione e tubi di calore.

Il modello algebrico di densità dell’area interfacciale (AIAD) tiene conto delle variazioni nella resistenza e nell’area interfacciale in funzione della morfologia del flusso. È possibile aggiungere una terza fase per catturare un meccanismo di trasferimento di massa che consenta di scomporre la fase continua in una fase dispersa (attraverso un intrappolamento) e di comporre la fase dispersa in una fase fluida continua (attraverso un assorbimento) per una aumentare l’accuratezza.

Il modello AIAD, quando combinato con un modello di population balance, offre distribuzioni dettagliate della dimensione di bolle o gocce. Questa combinazione è adatta per applicazioni fondamentali per la sicurezza, inclusi gli scenari normativi di perdita di refrigerante in reattori nucleari con acqua pressurizzata. Il modello Fluent tiene conto della turbolenza di scala sotto-griglia associata con instabilità interfacciali sulla superficie libera per prevedere in modo più accurato la limitazione del flusso controcorrente o improvvisi allagamenti che impediscono il raffreddamento efficace.

Perché un contenitore con poco liquido tende a strasbordare

Per evitare gravi instabilità di carico, gli ingegneri spesso devono affrontare requisiti di progettazione rigorosi per controllare l'agitazione dei liquidi nei contenitori in movimento, come camion cisterna o razzi. In queste applicazioni, i progettisti solitamente inseriscono deflettori interni o strutture simili per impedire il flusso del liquido. Un'altra applicazione che prevede liquidi in movimento è la progettazione di porti o lo studio delle onde lunghe degli tsunami. In tutti questi casi, la simulazione ha un ruolo fondamentale nella previsione del movimento dei liquidi e nella valutazione dei metodi per risolvere il problema.


Alex ci aiuta a dimostrare il movimento dei liquidi. L'analisi indica che la prima modalità di movimento è 1,6 Hz,
la frequenza alla quale la ciotola è prona alla risonanza e versa il proprio contenuto.

Un esempio di agitazione è il trasporto di una ciotola per cani piena d'acqua, in cui il liquido ha la tendenza a fluttuare da un lato all'altro e spesso a versarsi. Una simulazione multifase di questo flusso di superficie libero rivela che questo comportamento si verifica perché il primo modo di sloshing della ciotola è a circa 2 Hz, la frequenza tipica dei passi umani che stimola questa risonanza indesiderata. La ripetizione dell'analisi su un bicchiere d'acqua rivela un primo modo di sloshing a 4 Hz, che mostra perché i bicchieri sono molto meno tendenti al versamento rispetto alle ciotole. In queste simulazioni si è presupposto che le pareti strutturali siano rigide. Gli ingegneri studiano l'agitazione anche in contenitori elastici come le strutture di contenimento dei reattori utilizzando le capacità di interazione fluido-struttura (collegamento alla pagina Applicazione FSI) del software ANSYS.
Di Marold Moosrainer, CADFEM

Scoprite le capacità multifase di ANSYS