用FLUENT软件如何作论文和应掌握那些方面的知 识
• 熟练的建模能力和划分网格的技巧
• 扎实的流体力学和传热学知识，包括计 算传热学和计算流体力学知识
• 数据处理和分析的能力 • 编程能力
• 研究的方法和思路要清晰，尽可能快的 吸收需要的知识为我所用
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟
• 典型应用:
– 汽车的内流和外流及气缸内的流动 – 高速航天空气动力学 – 火箭的内部流动 – 涡轮机械 – 反应容器的设计 – 台风或飓风，建筑物风环境 – 气泡动力学及两相流 – 混合容器 – 流化床 – 流体诱导噪声的预测 – 煤粉或者油，燃气的燃烧
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4.5.2 Fluent数值模拟
• 流动问题几乎都能解决 • 流体和固体的共轭传热问题 • 流体和固体的耦合问题（水流冲击一板条或者鸟
研究泄漏气体的扩散规律，准确预 测有毒有害气体的浓度和蔓延方向， 是制定应急预案和逃生路线的重要 依据。
发生次数
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
蓬莱镇组 遂宁组 上沙溪庙 下沙溪庙 千佛崖组 自流井组 须家河组 雷口坡组 嘉陵江组 飞仙关组 长兴组 龙潭组 茅口组 栖霞组 梁山组 黄龙组 韩家店组
rigid wall
Velocity contour plot
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4.5.2 Fluent数值模拟
电子计算机机箱 的热分析与流体 的粒子轨迹图
搅 拌 机 的 速 度 流 线 图
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4.5.2 Fluent数值模拟 Fluent软件模拟过程
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟
事故灾害模拟软件 • Fluent • PHAST和SAFETI（DNV开发） • FLACS（基于Unix或Linux平台） • AutoReaGas（美国Century Dynamics开发） • AUTOHYN （美国Century Dynamics开发） • CHARM（连续地或瞬时地释放气体或液体的模
研究目的和意义
含硫气田的钻探开发是石油工业的一 个世界性难题。
高含硫气井井喷失控是石油及天然气 勘探开发中灾难性事故。严重危及 人民的生命财产，污染良田，破坏 生态环境，造成地下资源损失 。
开展高含硫气井井喷扩散规律研究具 有重大社会意义和经济意义。
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟
井喷气体喷射速度云图
射流极值点D
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟
类的翅膀扇动的过程，利用动网格）
发动机的冷却水套的温度分布
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催化剂固体颗粒的浓度分布
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u=u(t), sinusoidal inlet velocity
4.5.2 Fluent数值模拟 initial mesh
动脉血管脉动流 动的模拟
rigid wall
compliant wall
川东地区钻完井事故及事故地层分布统计分析
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟
高含硫井喷气体扩散动态机理研究
Y
射流
自
边界层
外边界面
由基 射本 流段
的
R
Vy﹐m
流
动初 结 始 转折 构 段 截面
Vy0 内边 界面 ）
s
yTy与 速 NhomakorabeaVy0
射流
核心区
度
分 布
喷管 出口
R0 θ
S0
三个阶段： 初始射流阶段射流；核心区 重力下沉阶段； 自由扩散阶段。
• 燃烧、爆炸模块 • 毒性模块
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟
PHAST软件实例
某进站管线破裂形成喷火最大影响范围图
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟 某化肥厂发生氯气泄漏的实时扩散图
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4.5.2 Fluent数值模拟
• Fluent软件系统 目前处于世界领先地位的CFD软件之一，可用 于模拟和分析具有复杂几何结构的流体流动与 热传导问题。
软件主要由三部分组成： • Fluent 解算器 • prePDF（用于计算燃烧过程的预处理软件） • Gambit(前处理程序，用于几何图形模拟和网
格生成） 应用：航空航天，汽车，空调供热，流体机械， 化学反应，电子元件冷却，石油开采，换热器等 众多领域
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4.5.2 Fluent数值模拟
FLUENT 的强大功能
安全工程信息化技术基础
第四章 安全模拟与仿真
叶迎春
机械与储运工程学院
数字仿真的特点
(1)模型参数任意调整 (2)系统模型快速求解 (3)运算结果准确可靠 (4) 实景仿真形象直观
数字仿真的作用： (1)优化系统设计 (2) 降低实验成本 (3) 减少失败风险 (4) 提高预测能力
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数字仿真在安全工程中的应用
拟） • WHAZAN（定量评价石油、化工等工业危险性
）
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟
SAFETI软件
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟
PHAST软件功能
• 泄漏模块：计算物料泄漏到大气环境中 的流速和状态
• 扩散模块：对泄漏模块得到的结果以及 天气情况进行计算来得到云团的传播扩 散情况。
I. 安全评价 II. 安全应急 III. 安全训练（虚拟现实） IV. 寿命预测(ANSYS，ABAQUS提供结
构疲劳分析功能) V. 故障诊断
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本章目录
4.5 基于CFD的事故灾害模拟 4.6 虚拟现实技术
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4.5 基于CFD的事故灾害模拟
CFD计算流体动力学： 基本思想：
将时间和空间域上的连续物理场，如速度场和压力场， 用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过 一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间 关系的方程组，然后求解代数方程组，获得场变量的近 似值。 流动基本方程（质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒 方程、本构方程及状态方程）控制下对流动的数值模拟 。
研究目的和意义
目前在川渝、新疆等地区发现多 个大型天然气藏。 该地区天然气田地质构造复杂， 人口稠密，气藏埋藏深度大，具 有高含H2S、高压力和高产能的“ 三高”特点，天然气勘探开发生 产存在重大安全风险。
事故统计结果表明：对有毒有害气 体扩散规律的认识欠缺是导致人员 疏散延误和盲目疏散的直接原因。