基于FLUENT软件的间接空冷系统数值模拟平台的制作方法

本发明涉及间接空冷系统领域，尤其涉及一种基于FLUENT软件的间接空冷系统数值模拟平台。

背景技术：

采用CFD（计算流体动力学）技术对所设计的间接空冷系统进行数值模拟，可以获得在一定空间布置及环境风影响下，间接空冷塔内部以及间冷塔周围的流场和温度场分布，得到环境风对间冷塔影响的三维特性参数，可用于指导和改进设计方案，是设计方案更趋合理。

当前，CFD技术已经成为现代工业流动和传热研究中的重要技术手段，具有高效、快速、准确等多种优点。Fluent软件是世界上技术最成熟、市场占有率最高的商用CFD软件。

CFD数值模拟主要涉及到几何建模、网格划分、物理建模、数值求解和数据后处理5个过程。其中几何建模、网格划分需要花费大量的人力和时间，并且需要研究者具有丰富的CFD经验才能够剖出密度、数量和质量都较为合理的网格分布；物理建模和数值求解的合理设置需要研究者对流动传热物理现象和数值计算方法具有较好的理解；数据后处理也需要花费大量的时间。虽然CFD软件已经部分商业化，但是仍然需要研究者具有较为深厚的流体力学知识和计算数学知识才能够很好地使用。

以上工作，专业技术人员很难掌握。

目前，国内在大型电厂投标阶段及设计阶段，均对大塔受环境风影响的三维数模计算给出分析结果，但都比较简单，均为委托科研部门计算，各设计院目前尚无单独计算的能力。数模计算工作各设计院多采用单项工程外委方式完成。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本发明提出阈值基于FLUENT软件的间接空冷系统数值模拟平台。将4大软件（CATIA、GRIDGEN、FLUENT、TECPLOT）的运行结合工程要求进行二次开发，将原来有程序人员交互人工完成的大量程序操作，实现计算机的自动运行，形成本发明的模拟平台。

本发明的技术方案是：

一种基于FLUENT软件的间接空冷系统数值模拟平台包括CATIA建模、Gridgen网格划分、Fluent流场信息计算以及Tecplot数据后处理，具体步骤为：

步骤1，打开平台，用户进入原始数据输入界面，将过程数据、空冷塔参数、脱硫塔参数、厂房参数和输出的截面要求输入平台中；

步骤2，点击运行建模软件，平台及自动调用CATIA建模软件自动完成模型建立工作，并形成模型中间文件，分别得到空冷塔*.iges文件、脱硫塔*.iges文件、厂房*.iges文件；

步骤3，点击运行网格划分软件，平台自动调用GRIDGEN网格划分软件，根据步骤1得到的*.iges文件，对空冷塔实体模型、脱硫塔实体模型和厂房实体模型进行Gridgen网格划分，完成流程计算所需的网格划分工作，并上传网格划分数据中间文件，输出*.Grid网格文件；

步骤4，点击运行流场计算软件，平台自动调用FLUENT软件进行流场分析，根据v.c/jou文件和步骤3得到的*.Grid网格文件，设置数值模拟初始条件，并开始数值模拟计算，基于FLUENT软件针对用户事先要求的输出界面计算Fluent流场信息，自动读取流场计算结果，并生成流场计算结果文件，得到*.dat和*.cas文件；

步骤5，将步骤4得到的*.dat和*.cas文件导入TECPLOT后处理软件中，按照用户要求输出用户关系的流场计算结果及图形文件；

步骤6，平行运行结束。

所述v.c/jou文件为脚本运行文件，所述脚本运行文件为批处理文件，用于自动读取边界条件参数、设置计算格式、要求输出的断面信息等。

所述步骤5，进行Tecplot数据后处理，输出空冷塔、脱硫塔和厂房的温度云图和流场云图。所述空冷塔参数、脱硫塔参数和厂房参数分别为间冷塔几何外形尺寸、脱硫塔几何外形尺寸和厂房参数几何外形尺寸，用于确定需进行有限元分析的结构部件，设置定义与间接空冷结构部件对应的几何参数列表，预设其中的几何参数数值。

所述步骤3中进行Gridgen网格划分，网格数目为30万-32万之间。

所述步骤3中进行Gridgen网格划分，网格数目为31.5万之间。

本发明的有益效果是：本发明将原来有程序人员交互人工完成的大量程序操作，实现计算机的自动运行，形成本发明的模拟平台；开发了一套高效、快速、准确的间接空冷系统数值研究平台，技术人员利用该平台进行间接空冷系统的CFD数值模拟，可以极大地提高设计效率。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

如附图1所示，本发明将4大软件（CATIA、GRIDGEN、FLUENT、TECPLOT）的运行结合工程要求进行二次开发，将原来有程序人员交互人工完成的大量程序操作，实现计算机的自动运行，形成本发明的模拟平台。

一种基于FLUENT软件的间接空冷系统数值模拟平台包括CATIA建模、Gridgen网格划分、Fluent流场信息计算以及Tecplot数据后处理，具体步骤为：

步骤1，根据空冷塔外形参数、脱硫塔外形参数和厂房外形参数，进行CATIA建模，分别得到空冷塔*.iges文件、脱硫塔*.iges文件、厂房*.iges文件；

步骤2，将步骤1得到的*.iges文件导入gambit或者ICEM前处理器，对空冷塔实体模型、脱硫塔实体模型和厂房实体模型进行Gridgen网格划分，输出*.Grid网格文件；

步骤3，根据v.c/jou文件和步骤2得到的*.Grid网格文件，设置数值模拟初始条件，并开始数值模拟计算，基于FLUENT软件计算Fluent流场信息，得到*.dat和*.cas文件；

步骤4，将步骤3得到的*.dat和*.cas文件导入Tecplot处理软件中，进行Tecplot数据后处理，输出空冷塔、脱硫塔和厂房的温度云图和流场云图。

所述步骤3中进行Gridgen网格划分，网格数目为30万-32万之间。

所述步骤3中进行Gridgen网格划分，网格数目为31.5万之间。

本发明的工作过程简述如下：

1、打开平台，用户进入原始数据输入界面，将过程数据、冷却塔外形参数、厂房参数、其它构筑物外形参数、输出的截要求等。

2、点击运行建模软件，平台及自动调用CATIA建模软件自动完成模型建立工作，并形成模型中间文件。

3、点击运行网格划分软件，平台自动调用GRIDGEN网格划分软件，完成流程计算所需的网格划分工作，并上传网格划分数据中间文件。

4、点击运行流场计算软件，平台自动调用FLUENT软件进行流场分析，并针对用户事先要求的输出界面自动读取流场计算结果，并生成流场计算结果文件。

5、进入后处理软件（TECPLOT），可按照用户要求输出用户关系的流场计算结果及图形文件。

6、平台运行结束。

本发明由原来的程序员复杂的操作，由该平台自动完成，实现了工程技术人员的可使用，极大提高了设计效率。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。