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近日，行家说UV从圆融杰生了解到，其正在进行基于Workbench的JS-M221 流体仿真实验，并首次公布了研究数据。
据了解，基于Workbench平台，其采用Realizable旋流修正湍流模型，根据Coupled压力速度耦合算法（伪瞬态），忽略Gravity对流场的影响，监控内流场表面加权平均压力数值，整体评估进出水口不同内径数值及增加滤网组件对M221过流式模组内流体运动沿程造成的压力损失。
具体实验结果：
一、仿真结果对比（未加滤网）
可以看出右侧进水口近壁面流动出现明显速度梯度变化，另外进水口与X向流体腔交汇处存在水流短路区域，系统稳定收敛状态下压差曲线数值稳定于1294pa。
图一 未加滤网流体速度云图
图二 未加滤网进出水口压差曲线
系统稳定收敛状态下压差曲线数值稳定于1294pa
图三 未加滤网进出水口压差值=1294 pa
二、仿真结果对比（增加滤网）
可以看到左侧出水口滤网近流场出现明显速度梯度变化，同时进水口与X向流体腔交汇处存在水流短路区域，系统稳定收敛状态下压差曲线数值稳定于1532pa。
图四 增加滤网流体速度云图
图五 X向滤网壁面速度矢量图
图六 X向滤网压力分布云图
图七 滤网近流场速度矢量云图
图八 滤网近流场压力云图
图九 出水口轴向压力变化曲线
图十 增加滤网进出水口压差曲线
图十一 增加滤网进出水口压差值=1532 Pa
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三、仿真结论
由此可以得出增加滤网组件会对模组内流体运动造成18.4% 压力损失；另外客户指定的进出水口内孔径3.5mm并非模组压损最优解；
四、参数化优化计算
在提升优化上，可以做以下改动：
进出水口径3.5调整为进水3.6出水3.3压差曲线数值稳定于1380pa
增加滤网工况进出水口内径调整后沿程压力损失由18.4%降低到6.6%
未加滤网进出水口径调整为进水3.6出水3.3压差数值稳定于1134pa
未加滤网工况进出水口径调整后沿程压损在3.5口径基础上降低12.4%
图十二 多工况参数化计算实验设计点
图十三 Response Point 4 压差曲线
注：参数化计算工况实验设计点高达几百项，以上表格仅列出其中8个代表性工况
五、响应面分析
从响应面来看，图十四中主要涉及进出口压差（P6）与进水孔内径（P3）和出水孔内径（P4）关系，图十五主要表示进水内径（P3）和出水内径（P4）对进出口压差（P6）影响权重以及进水内径（P3）对进出口压差（P6）影响权重高于出水内径（P4）。
图十四 进出口压差（P6）与进水孔内径（P3）和出水孔内径（P4）关系
图十五 P3 & P4参数敏感度
六、仿真总结
不加滤网工况，进出水口内径均为客户指定数值3.5 mm时对应压差数值为1294 Pa；仿真计算参数优化后工况，进水口内径3.6 mm 出水口内径3.3 mm时对应压差数值为1134 Pa，压损降低12.4% ；
增加滤网工况，进出水口内径均为客户指定数值3.5 mm时对应压差数值为1532 Pa；仿真计算参数优化后工况，进水口内径3.6 mm 出水口内径3.3 mm时对应压差数值为1380 Pa，压损降低10% ；
不加滤网工况及增加滤网工况，通过调整进出水口内径数值均会影响到流道沿程压损，通过仿真计算后处理响应面分析结果可看出，进水和出水口径选取不同数值会对压损的降低有着显着影响，而且影响趋势不同。同时，进出口压差数值对进水孔内径参数的敏感度远远高于出水孔内径参数对压差带来的影响；
提高模组进水前端水泵的扬程性能，从而弥补增加滤网组件对系统带来的压降；
由于P3对P6的影响权重远高于P4，因此，本产品正装和反装会对模组内部水流产生不同的压降影响，进而影响用户端取水流量。
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匿名