(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910260256.9
(22)申请日 2019.04.02
(71)申请人 江苏理工学院
地址 213001 江苏省常州市中吴大道1801
号
(72)发明人 叶霞　顾江　徐伟　范振敏　张鹏　
杨晓红　徐胜　陆磊　冯欢　
(74)专利代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务
所(普通合伙) 32231
代理人 刘松
(51)Int.Cl.
G06F 17/50(2006.01)
(54)发明名称基于数值模拟的不同形貌微结构表面减阻效果的评价方法(57)摘要本发明公开了一种基于数值模拟的不同形貌微结构表面减阻效果的评价方法，具体为：(1)建立模型：建立不同微结构表面上的流体模型，根据微结构参数调整流体模型；(2)网格划分：在Ansys的Icem模块中打开流体模型并进行网格划分，得到mesh文件；(3)求解运算：打开mesh文件，选择计算模型和施加边界条件后，求解得到case 文件；(4)导出数据：将case文件中的数据导出，输出关键点处的速度和压力来反应减阻效果的数据；(5)处理数据：对上一步数据进行处理，对比光滑表面与微结构表面的压差值，计算得到减阻率，绘制数据图；(6)分析评价：对数据图形进行分析，寻找不同微结构表面的减阻规律，评价
其减阻效果。

权利要求书1页 说明书5页 附图4页CN 110096749 A 2019.08.06
C N 110096749
A
权　利　要　求　书1/1页CN 110096749 A
1.一种基于数值模拟的不同形貌微结构表面减阻效果的评价方法,其特征在于：
(1)建立模型：采用Icem、Cad和Caxa软件建立不同微结构表面上的流体模型，根据微结构参数调整流体模型；
(2)网格划分：在Ansys的Icem模块中打开步骤(1)所建立的微结构表面上的流体模型并进行网格划分，针对不同的微结构形貌采用不同的网格，需定义模型的出入口和壁面部分，对模型进行块的建立与划分，保证每个微结构作为一个独立的块，划分块之后设置网格信息将划分的块与各个部分进行关联，圆形微结构采用O形网格，三角状微结构采用Y形网格，矩形微结构采用四边形网格，得到mesh文件；
(3)求解运算：在Fluent模块打开步骤(2)所得mesh文件，计算求解所使用的计算模型为层流L aminar和VOF模型，材料设置中添加液态水，相位设置中air为第一相，water-liquid为第二相，边界条件采用速度入口与压力出口；
(4)导出数据：将步骤(3)所得case文件进行后处理操作，输出关键点处的速度和压力来反应减阻效果的数据；
(5)处理数据：对步骤(4)所得数据进行处理，对比光滑表面与微结构表面的压差值，并采用(ΔP光-ΔP微)/ΔP光计算得到减阻率，采用Origin软件绘制数据图；
(6)分析评价：对步骤(5)所得数据图形进行分析，寻找不同微结构表面的减阻规律，评价其减阻效果。

2.根据权利要求1所述的基于数值模拟的不同形貌微结构表面减阻效果的评价方法,其特征在于：所述的(2)网格划分步骤，使用Icem软件构建二维半圆凹坑状微结构表面的流体模型，先建立原点，再依次以原点为参考点建立节点。

3.根据权利要求1所述的基于数值模拟的不同形貌微结构表面减阻效果的评价方法,其特征在于所述的(3)求解运算步骤，初始化过程：在Adapt中生成两个寄存器，定义寄存器1微结构内水的体积为0，寄存器2其他流体部分水的体积为1，monitors中计算收敛精度直至残差曲线收敛。

4.根据权利要求1所述的基于数值模拟的不同形貌微结构表面减阻效果的评价方法,其特征在于所述的(4)导出数据步骤：所述的输出关键点处的速度和压力来反应减阻效果的数据；即设置气液交界面以及模型中间二分之一部分的左右两条线作为数据输出的关键点，在plots中用XY plot方式输出交界面速度等参数，在reports选项中选择surface intergal，类型选择为面加权平均值，输出压力为总压力，得到两条线上的加权平均压力值。

5.根据权利要求2所述的基于数值模拟的不同形貌微结构表面减阻效果的评价方法,其特征在于：所述的微结构尺寸维半圆凹坑状微结构表面其凹槽宽与凸起宽的比值即周期间距A为50:1。

2。