CADFlo — это инженерный инструмент, предназначенный для решения широкого круга задач, таких как моделирования сложных течений жидкостей и газов в каналах, трубах, форсунках, коллекторах, запорной арматуре, фильтрах, сепараторах и системах подачи СОЖ. Позволяет проводить детальный анализ гидравлических систем ещё до изготовления прототипов — от расчёта перепадов давления и определения кавитационных зон до оптимизации геометрии насосов, клапанов и воздуховодов.
Одним из преимуществ CADFlo является использование гибридного решателя уравнений Навье-Стокса, это позволяет точно моделировать сложные течения — как несжимаемых ньютоновских жидкостей (масло, вода), так и сжимаемых сред, неньютоновских жидкостей и двухфазных потоков с кавитацией. Такой подход особенно важен при проектировании гидросистем, где необходимо учитывать не только гидравлическое сопротивление, но и эффекты кавитации, фазовые переходы, тепловые нагрузки и взаимодействие с твёрдыми конструкциями.
Решение задач с кавитацией связано с расчетом зон, имеющих разное содержание фаз жидкости и газа. При этом, скорость звука в жидкости составляет около 1000 м/с, в газе – около сотен метров в секунду, в областях газожидкостной смеси – единицы и десятки метров в секунду. Такое сильное изменение скорости звука в одной расчетной области приводит к ситуации, когда в основной области течение жидкости существенно дозвуковое, а в отдельных локальных областях кавитации оно становится существенно сверхзвуковым, т.е. скорость течения значительно превышает скорость звука. Численное решение сверхзвуковых течений требует специальных методов и подходов, основанных на density-based уравнениях.
Для решения задач кавитации по гомогенной равновесной изотермической модели используется гибридный решатель, который использует обычные методы решения уравнений движения типа SIMPLE в дозвуковых областях течения и метод типа AUSM для проведения расчета в локальных областях кавитации там, где возникает газожидкостная смесь. Использование гибридного решателя значительно стабилизирует расчет кавитационных течений.
Моделирование кавитации в CADFlo позволяет заранее выявить и устранить риски, повысить надёжность гидросистем и оптимизировать их работу.
CADFlo реализованы две модели кавитации:
При расчете в CADFlo можно рассматривать смесь нескольких неньютоновских жидкостей, причем они могут описываться разными моделями. Однако свойства этих жидкостей не должны сильно различаться.
Пользователь может выбрать одну из пяти доступных моделей неньютоновских жидкостей:
Или использовать модель с табличным заданием вязкости, которая определяет значения динамической вязкости путем линейной интерполяции или полиномиальной аппроксимации табличных зависимостей вязкости от скорости сдвиговых деформаций при различных температурах.
В CADFlo реализована поддержка сжимаемых жидкостей через гибкую настройку уравнений состояния в Инженерной базе данных. Пользователь может задать зависимость плотности от давления с помощью двух форм уравнения Тейта: логарифмического или степенного закона, указав эталонные значения плотности, давления и температурно-зависимые коэффициенты. Дополнительно доступна опция учёта зависимости динамической вязкости от давления.
Для учета вращения деталей обтекаемого тела (например гидротурбин или насосов) в CADFlo применяются специальные технологии:
В CADFlo реализует единый многофизичный подход, при котором решение гидрогазодинамики, теплообмена, прочности и других задач происходит в рамках единого проекта с автоматической передачей физических полей между дисциплинами.
Решение различных задач в высокотехнологичных отраслях промышленности
