導(dǎo)讀：Flownex是一款符合ISO 9001:2008標(biāo)準(zhǔn)和核電設(shè)施質(zhì)量保證要求（NQA1）的系統(tǒng)級熱流體仿真軟件，能快速、準(zhǔn)確、高效地模擬復(fù)雜的熱流動環(huán)境，并對復(fù)雜的熱流系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

當(dāng)前，F(xiàn)lownex具有強(qiáng)大的仿真能力，可以計(jì)算氣體、液體、氣體混合物以及均勻兩相流的流動；它能夠模擬分析快速變化及慢速變化的動態(tài)過程；還能夠計(jì)算流體和固體之間的熱交換，計(jì)算系統(tǒng)各元件的壓力變化和換熱情況；并且能夠在仿真系統(tǒng)中添加各種控制元件，對控制過程進(jìn)行瞬態(tài)仿真；還具有強(qiáng)大的用戶圖形界面和輸出能力，能與Excel、Ansys、MATLAB、Simulink、Labview等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或交互計(jì)算；在核工業(yè)、石油化工、能源電力系統(tǒng)、航空航天以及暖通空調(diào)等方面均有廣泛的應(yīng)用。

一、Flownex特色功能

1、豐富的元件庫和材料庫

作為系統(tǒng)級熱流體仿真軟件，F(xiàn)lownex提供了豐富的元件庫，包括管、閥、容器、旋轉(zhuǎn)機(jī)械（泵和渦輪等）、熱交換器以及機(jī)械結(jié)構(gòu)等大量的基本元件，用戶可以利用各種元件搭建理想的仿真模型；同時(shí)，F(xiàn)lownex還提供了大量的材料庫，包含了大量的氣體、液體、兩相流體以及其它材料（如金屬）的屬性，用戶可以選擇相應(yīng)的工質(zhì)，保證仿真結(jié)果的可靠性；此外，F(xiàn)lownex還提供了大量的閥、泵、壓縮機(jī)和渦輪的特性曲線，用戶也可以添加實(shí)際的自定義特性曲線，使仿真結(jié)果更為準(zhǔn)確。

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2、快速高效的求解算法

Flownex采用隱式壓力校正算法（IPCM），無論是計(jì)算穩(wěn)態(tài)過程還是瞬態(tài)過程，具有非常高的計(jì)算效率以及數(shù)值穩(wěn)定性。

3、多種換熱模型

Flownex提供了多種換熱模型，用戶可以根據(jù)需求選用熱交換器元件，例如蒸發(fā)器、翅片式換熱器、管殼式換熱器、同流式換熱器等，確保仿真模型接近于實(shí)際工況；另外，用戶還可以采用換熱模型計(jì)算換熱量，包括熱傳導(dǎo)、對流換熱、輻射換熱以及氣膜冷卻等，尤其是氣膜冷卻，對于計(jì)算燃燒室冷卻和渦輪冷卻計(jì)算是十分重要的。

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4、控制過程仿真

Flownex提供了控制模塊，用戶可以在仿真系統(tǒng)中添加各種控制元件，如控制器、濾波器、開關(guān)等模擬元件；計(jì)算器、邏輯門、定時(shí)器等數(shù)字組件；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換等轉(zhuǎn)換器。根據(jù)需求設(shè)定控制目標(biāo)和控制策略，利用Flownex對控制過程中系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行模擬。

5、分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化功能

Flownex在仿真的基礎(chǔ)上，還提供了分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化的功能。用戶可以對系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，可以設(shè)定具體目標(biāo)（如流量）、設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)（如閥門開度），也可以進(jìn)行壓氣機(jī)和渦輪的功率匹配，還可以給定目標(biāo)（如最大值或最小值），確定最佳工作點(diǎn)或控制策略。

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6、第三方軟件交互計(jì)算

Flownex具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，可以通過建立子系統(tǒng)來模擬復(fù)雜的系統(tǒng)；可以與Excel、ANSYS Mechanical、ANSYS Fluent、MATLAB、Simulink、Labview等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或交互計(jì)算。

7、實(shí)用的后處理技術(shù)

Flownex提供了強(qiáng)大的后處理功能，不僅提供了柱狀圖、折線圖、餅圖等常規(guī)的可視化功能，還提供了儀表、開關(guān)、進(jìn)度條等簡單實(shí)用的操作可視化元件。用戶可以利用開關(guān)控制泵的啟動和關(guān)閉，通過進(jìn)度條控制閥門的開度等。Flownex還提供了三維視圖，可以更加直觀的感受管網(wǎng)系統(tǒng)的分布，另外，還可以借助Google map地理信息，快速建立石油天然氣等管道運(yùn)輸系統(tǒng)，提高工作效率。

二、Flownex典型案例應(yīng)用

Flownex在各行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用，在核工業(yè)領(lǐng)域，可以對球床模塊高溫氣冷堆（PBMR）、水循環(huán)、蒸汽渦輪循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析；在航空航天領(lǐng)域，可以計(jì)算燃燒火焰溫度，換熱以及氣膜冷卻過程、壓氣機(jī)-渦輪性能匹配、噴管流動、空中加油系統(tǒng)等；在能源動力領(lǐng)域，可以模擬蒸汽余熱發(fā)生器、換熱器、鍋爐、蒸汽渦輪系統(tǒng)；在石油化工領(lǐng)域，可以模擬管路系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)過程以及熱管破裂問題；在暖通空調(diào)領(lǐng)域，可以模擬建筑物空氣系統(tǒng)、制冷機(jī)組以及熱交換器等。

（1）空調(diào)制冷系統(tǒng)仿真計(jì)算

空調(diào)系統(tǒng)仿真計(jì)算

（2）采礦作業(yè)井下通風(fēng)/給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（3）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)仿真模型

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果

（4）火電廠熱平衡計(jì)算

燃?xì)?蒸汽循環(huán)系統(tǒng)仿真

（5）高溫氣冷堆熱力計(jì)算

PBMR熱力系統(tǒng)仿真系統(tǒng)圖

球床反應(yīng)堆計(jì)算元件

（6）核電站熱平衡計(jì)算

一回路和二回路循環(huán)的熱平衡計(jì)算

（7）空氣冷卻器設(shè)計(jì)

空氣冷卻器仿真圖

各分支流量平衡計(jì)算結(jié)果

（8）石油管路系統(tǒng)仿真

石油管路系統(tǒng)仿真圖

原油溫度變化時(shí)管路系統(tǒng)仿真結(jié)果

（9）LNG儲罐存儲與運(yùn)輸

LNG加氣站加氣過程仿真結(jié)果

（10）航空發(fā)動機(jī)整機(jī)性能分析

發(fā)動機(jī)整機(jī)性能仿真

地面狀態(tài)發(fā)動機(jī)性能仿真

（11）航空發(fā)動機(jī)燃燒室換熱計(jì)算

燃燒室換熱計(jì)算基本元件

發(fā)動機(jī)燃燒室火焰筒物理模型

發(fā)動機(jī)燃燒室流動與換熱仿真圖

發(fā)動機(jī)火焰筒壁面溫度分布（藍(lán)色為燃?xì)鉁囟?，紅色為火焰筒壁面溫度）

E3核心機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)圖

E3燃燒室換熱仿真模型

不同工況下E3燃燒室火焰筒壁面溫度分布

（12）二次空氣系統(tǒng)計(jì)算

渦輪間隙流動仿真

渦輪內(nèi)部冷卻氣流流動仿真

（13）汽車熱管理仿真

汽車整車的熱管理仿真

（14）Flownex-ANSYS聯(lián)合仿真

Flownex-ANSYS耦合示意圖

當(dāng)前，F(xiàn)lownex能夠與Fluent、Mechanical單獨(dú)耦合計(jì)算，也可以將Flownex與Workbench進(jìn)行聯(lián)合仿真。

Flownex-Workbench耦合

審核編輯：劉清