技术分享 | 速懂Flownex一维热流体系统仿真软件的功能与应用

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随着仿真在工业领域的逐渐深入，企业对仿真的需求也越来越高，不仅需要对零件、部件进行详细的仿真、设计和优化，也需要对系统的性能进行分析。三维的CAE分析能够很好的完成前一部分工作，而对于复杂系统性能的分析，或者系统长时间运行调试过程的仿真则显得力不从心；一维热流体系统仿真软件Flownex能够有效的克服建模时间长，仿真计算量大的困难，Flownex结合工艺流程，以元件为核心建立复杂系统的仿真网络，重点关注每个部件的主要性能以及各部件对总体性能的影响。

Flownex是一个通过ISO9001:2008质量认证的一维热流体系统仿真软件，能快速、准确高效的模拟复杂的热流动环境，并对复杂的热流系统进行设计和优化。Flownex强大的仿真能力，可计算气体、液体、气体混合物以及均匀两项流的流动；模拟分析快速变化及慢速变化的动态过程；计算流体和固体间的热交换，计算系统各元件的压力变化和换热情况。Flownex具有电气模块和控制模块，可以在仿真系统中添加各种控制元件，能够对瞬态控制过程进行仿真。

PBMR系统仿真模型

Flownex采用隐式压力校正算法（IPCM），无论是计算稳态过程还是瞬态过程，具有很高的计算效率以及数值稳定性；Flownex包含了燃烧模型，嵌入了NASA Glenn Chemical Equilibrium Program CEA2，即Gordon-McBride计算程序，可以求解燃烧室燃烧与化学反应过程（煤粉燃烧、化石燃料燃烧等），计算得到燃烧绝热火焰温度，燃烧产物组分；Flownex提供了丰富的换热模型，包含热传导、对流换热、辐射换热以及气膜冷却等；Flownex具有控制过程仿真，分析、设计和优化等功能；Flownex提供了丰富的第三方软件交互计算接口，能与Excel、ANSYS Mechanical、ANSYS Fluent、MATLAB、Simulink以及Labview等软件进行数据交换或交互计算，增强了软件的通用性；Flownex还提供了方便的二次开发功能，用户可以方便地添加元件之间的约束关系，系统的控制规律，以及参数的自动批量计算等。

Flownex应用范围很广：能够建立发动机冷却水循环系统仿真，搭建包含冷却水套、散热器以及控制元件和阀门等循环水系统，仿真发动机不同工况，包括启停过程中的冷却水系统工作状态。Flownex也可以建立电动汽车电池管理系统仿真，实现电池物理参数实时监测、电池状态估计、在线诊断与预警、充、放电与预充控制等。Flownex可以建立管路通风系统，仿真通风系统在风扇转速变化情况下，各支路的管路温度、湿度的变化过程。

发动机冷却水循环仿真

空调通风系统仿真

核电站热平衡系统仿真

LNG加气过程仿真

Flownex具有核反应堆计算模块，因此能够建立包含核反应在内的一回路和二回路完整的核电站热平衡过程，模型包含高温气冷堆、稳压箱、中间蒸汽发生器、汽轮机等，能够仿真包含相变在内的整个流动和换热过程；Flownex可以用于计算LNG加气站低温槽车的卸车工艺以及气化、调压和BOG气体处理等各种工艺过程。

Flownex还提供了Fluent、Mechanical以及Workbench等第三方软件接口，可以方便的实现耦合计算，在实际工程仿真过程中，采用Flownex计算系统的性能，采用Fluent计算系统中局部的关键零部件流动细节，这种一维和三维耦合仿真的方法既能够得到系统的性能，又可以研究关键位置的流动细节，在保证计算精度的情况下，极大提高了计算效率。

Flownex与Fluent耦合计算     

 Flownex与Workbench耦合计算