cfx数值模拟在防腐领域的应用

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1、专论MonographCFX数值模拟在防腐领域的应用张宏飞于凤昌（洛阳石化工程公司，河南洛阳471003）摘 要：数值模拟是研究腐蚀问题的一种新方法。本文结合防腐问题，从问题提出、前处理、求解以及结果分析等方面，详细介绍了使用CFX软件进行数值模拟的具体过程。关键词：CFXICEMCFD数值模拟腐蚀防护中图分类号：TQ050.9文献标识码：A文章编号：1008-7818(2012)03-0008-05ApplicationofCFXNumericalSimulationinAnticorrosionZHA

2、NGHong-fei,YUFeng-chang（LuoyangPetrochemicalEngineeringCorporation,Luoyang471003,China）Abstract:Numericalsimulationisanewmethodofanticorrosionresearch.ThisarticledescribedtheprocessofCFXnumericalsimulationintheresearchofanticorrosionengineeringfromproblem

3、identification,pre-processing,solvingandpost-processingandsoon.Keywords:CFX;ICEM;CFD;numericalsimulation;anticorrosion[2]0引言完成。CFD（ComputationalFluidDynamics）是计算通常，腐蚀过程是非常复杂的，受腐蚀介质流流体力学的简称，其核心就是基于现代计算流体力速、温度、压力等环境条件的影响非常大，很难对学的有限单元分析技术。目前广泛使用的流体分析腐蚀过程进行直接

4、的观察与测量。虽然实验室模拟软件非常多，这些商用CFD软件为数值模拟提供了使用较多，但所模拟的环境和工业环境之间还有很方便手段。使用者可以不必编写复杂的数值求解程大差别，同时受场地及经费的限制，多数实验只是序，只需搞清楚自己的物理问题，选择合适的流体进行定性分析。近年来，随着计算机的广泛应用、模型、设置正确的边界条件、分析计算结果是否正近似计算方法的发展以及计算流体力学的产生，用确就可以了。CFX是目前处于世界领先地位的CFD数值模拟考察流动特性成为可能。数值计算是一种软件之一。该软件具有精确数值处理、稳

5、健快速求离散化方法，它与理论分析、实验观测相结合，在解、丰富物理模型等特点，广泛用于模拟各种流体[1]很多领域已得到广泛应用。与腐蚀相关的环境温流动、传热、燃烧与化学反应、多相流、辐射、旋度、压力、反应速度、流体的流动与传质等现象，[3]转机械等问题。原则上均能用数学方法正确描述，这就使数学方法下面结合一些实际的腐蚀问题，从问题提出、模拟腐蚀环境成为可能。数值模拟比理论分析法更前处理、求解以及结果分析等方面，介绍一下使用能适应复杂工程问题的需要，与实验方法相比，能CFX软件进行腐蚀问题数值模拟的具体过程。

6、大大节省实验费用和时间，特别是对实验难以完成的某些测量，则可以利用计算机做数值模拟试验来1问题的提出作者简介：张宏飞（1979－），男，工程师，毕业于石油大学（北京）金属材料专业，现从事腐蚀与防护方面的工作。8TOTALCORROSIONCONTROLVOL.26No.3MAR.2012专论Monograph对于一个实际的防腐工程问题，我们首先要确的几何模型，用于模拟换热器的热分布以及管、壳定我们要模拟什么问题，对于模拟的结果我们最关程流场分布，其结果可用于研究换热器的腐蚀问心的是哪些物理量，哪些可以简化

7、以至忽略，这些题。由于换热器比较复杂，有必要进行简化，故仅结果对于腐蚀有什么影响？模拟过程中需要包含哪对三个主要区域：管程流体区域、壳程流体区域和些物理模型（比如是否需要紊流模型）？是否是对金属固体区域进行了建模，简化了其他复杂结构。称性或周期性的问题，模型能否被简化？需要什么2.2网格划分样的模拟精度？是否急于知道结果？是否需要额外数值计算的过程是要求得每时每刻流场的变增加用户自定义函数等等？这些问题我们必须弄明化，这就需要用一组有限个离散的点代替原来连续白，这样才能建立符合实际问题的数值模拟。的空间。

8、实施过程就是把所计算的区域划分成许多例如，研究流体流经90度弯管造成的冲刷腐蚀互不重叠的子区域，创建有限体积或单元的过程即情况，我们所关心的主要是弯管内的速度场和压力为网格划分。在CFD计算中，网格技术是影响求解[6]场，传热问题可以忽略；如果模拟介质是压缩性很小精度和速度的重要因素之一。ICEMCFD（简称的液相，可压缩性也可以不予考虑；一般情况下，采ICEM）提供了广泛地CAD软件接口，当几何模型建用k-ε紊流模型进行模拟