基于Fluent的纳米气凝胶保温参数化仿真计算研究

王瑾 马良文

【摘要】纳米气凝胶绝这种新材料在工业领域具有非常大的优势，因此越来越广泛地应用于保温保冷工业场合. 由于气凝胶材料在不同的温度下导热系数不同，因此传统的解析法不适合做温度跨度较大的理论计算.而数值仿真计算恰好能够很好地完成此类计算，但鉴于使用Fluent等仿真软件进行气凝胶保温仿真专业性过强，不适用于一线生产设计，本文提出了一种基于ANSYS Workbench的仿真模板，利用参数化框架对整个仿真过程进行有效的封装，将输入参数和求解过程模板化、参数化、规范化，从而简化设计仿真过程。使用模板可以通过独立的应用界面修改输入参数来进行不同场景的仿真，使仿真效率得到了极大的提高，适合于技术人员使用。

【关键词】气凝胶;仿真;保温;Fluent;Workbench

1引言

本文研究的内容是气凝胶在管道保温方面的效果数值模拟。在研究过程中，前期使用了传统方法对流体和气凝胶层进行建模，分为前处理，求解以及后处理三个阶段，可以对某特定尺寸的管道进行模拟，后期将管道尺寸进行参数化来模拟不同管径及厚度的保温层的保温效果。本文最终将整个仿真过程进行有效的封装，使输入条件与输出结果對分析人员透明化，使其能够快速对材料用量及保温效果进行估算。本文主要通过以上方式方法来研究新材料在工程上的应用价值，希望能够将气凝胶这种新材料能够更好，更快，更广地应用于各个……