[发明专利]冷凝相变二次开发分析的数值仿真系统及其方法

说明书

本发明涉及一种冷凝相变二次开发分析的数值仿真系统及其方法，属于计算机辅助设计技术领域。本发明包括数据导入模块，用于接收用户导入的建模信息，建模信息包括运行数值仿真模块的运行参数、用于表示热管内气液的传质传热参数和用于建立仿真场景的场景参数；数值仿真模块，用于根据运行参数，对于热管发生的蒸发冷凝相变过程进行模拟，实时输出数值仿真结果；渲染仿真模块，用于根据场景参数建立热管的气液交界面处的三维模型，将数值仿真结果通过三维渲染方式动态演示出来；根据设置的边界条件，利用算法，求解出冷凝过程的三维模型；本发明系统解决了模拟相变过程中无法冷凝或者冷凝量极少的问题；本发明方法可得到准确而直观的冷凝相变过程。

技术领域

本发明涉及一种冷凝相变二次开发分析的数值仿真系统及其方法，属于计算机辅助设计技术领域。

背景技术

蒸发冷凝过程是工业工程中普遍存在的现象。在许多工程实际问题中，蒸发冷凝相变过程直接决定了整个系统的优劣，例如热管内的蒸发冷凝过程。

目前数值模拟仿真软件对于蒸发过程能够进行较为准确的模拟，但是对于冷凝过程的模拟十分欠缺，目前绝大多数商业软件均不能进行正确的冷凝过程的模拟。

虽然很多软件均开放了二次开发的接口，但是目前由于缺少非常完善的理论支撑，导致冷凝过程的模拟进展缓慢，效果也不理想。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种冷凝相变二次开发分析的数值仿真系统及其方法，其目的是解决当前数值仿真软件无法准确模拟冷凝相变的难题。

本发明所述的一种冷凝相变二次开发分析的数值仿真系统，包括：

数据导入模块，用于接收用户导入的建模信息，建模信息包括运行数值仿真模块的运行参数、用于表示热管内气液的传质传热参数和用于建立仿真场景的场景参数；

数值仿真模块，用于根据运行参数，对于热管发生的蒸发冷凝相变过程进行模拟，实时输出数值仿真结果；

渲染仿真模块，用于根据场景参数建立热管的气液交界面处的三维模型，将数值仿真结果通过三维渲染方式动态演示出来；根据设置的边界条件，利用SIMPLE算法、耦合算法、离散方法，求解出冷凝过程的三维模型。

优选地，所述数据导入模块包括：

交界面传质模型，用于根据用户导入的运行参数，模拟热管内气液交界面的传质速率和液相或者气相的体积分数，并实时输出模拟结果；

交界面传热模型，用于根据用户导入的运行参数，模拟热管内气液交界面的气液交界面处的对流换热系数，并实时输出模拟结果。

优选地，所述交界面传质模型的参数，包括热管内的饱和蒸气压、对应饱和蒸气压下的饱和温度、传质速率、液相或者气相的体积分数。

优选地，所述交界面传热模型的参数，包括热管内的饱和蒸气压、对应饱和蒸气压下的饱和温度、气液交界面处的对流换热系数。

优选地，所述数值仿真模块采用FLUENT软件，模拟相变发生的气液交界面处的C语言源项，并进行判断相变发生与否。

优选地，所述渲染仿真模块包括：

建模单元，用于对于热管内气液进行建模，以构建模型的基本元素；

仿真单元，用于根据数值仿真结果，将数值仿真结果通过三维渲染方式动态演示出来；

CFD处理单元，用于处理数值仿真结果，调用数据库，得到准确而直观的冷凝相变过程。

本发明所述的一种冷凝相变二次开发分析的数值仿真系统的方法，包括如下步骤：