Toscafluid--流体流动的设计和优化.PDF

Tosca fluid--流体流动的设计和优化 Tosca fluid是目前唯一一款模块化的针对管道流动问题的无参管道流体优 化系统，它采用行业标准的CFD拓扑优化求解器，其优化过程设置简单、不需要 参数。基于初始的设计空间，由Toscafluid 自动优化流道的设计，采用先进的 优化技术帮助工程师开发新的产品，采用单一的CFD求解器运行得到诸如显著降 低压降和增强流动均匀性的优化结构。 Tosca fluid优势 与先进的CFD求解器无缝集成； 通过自动布局和广泛集成过程提高效率； 通过在产品开发的早期阶段应用优化缩短开发时间； 独特的和经济的新型流道开发方法； Tosca fluid的特点 1、采用创新设计概念减少压降和增强流动均匀性 拓扑优化：概念性的设计减少压降和提高流体流动均匀性的设备，得益于在 一个完整设计的初始阶段创建一个设计提案的灵活性。采用单一的CFD求解器， 通过可用的设计空间以及从分析到设计的快速转变达到设计目标。通过提高流动 效率创建优化的产品概念，这可以减少物理实验和设计原型，通过最先进、最高 效的设计达到缩短产品上市时间、提高产品竞争力。 2、高效的图形用户界面 直观和易于使用的GUI允许快速设置和直接执行优化任务，监控优化过程实 时反馈,使用行业标准CFD求解器，针对优化方案可进行直观的后处理及生成几 何。 Tosca fluid的高级功能 1、平衡质量流动 流量平衡任务：采用多个出口为需要的分流比生成概念设计，为最大的效率 达到一个优化的流量分布。典型的流动平衡应用为供热通风与空气调节（HVAC） 组成，流量分流器与热交换器。 2、减少不稳定流动引起的噪声和振动 流体声学优化：通过消除流动不稳定性实现显著降低噪声，设计的产品具有 高效的流动效率，在降低流动噪音与提高效率和舒适度上达到一个平衡。Tosca fluid 已成功用于噪声和稳定敏感部件的设计，例如大气控制元件、液压系统、 气动元件和冷却管道。 工业上应用Tosca fluid的例子 1、中冷器进气软管优化 新的中冷器进气软管设计需要较少的功率损耗，必须在现有的密封空间重新 设计具有较少总压降的模型。Toscafluid优化通过消除现有的循环区和回流区， 大幅提高了能量效率。新的设计方案也满足给定的空间限制，通过单一的求解器 相比于初始设计，拓扑优化的结果压降减少了20%，体积变化小于3%。Tosca fluid显著提高了中冷器进气软管的性能。 2、空调出风口优化 重新设计的空调出风口应具有较低的压力损失以及改善驾驶员和乘客处的 流量分布。通过Toscafluid拓扑优化设计可以创造出更好的设计，通过降低压 力损失和噪声的同时，相比于原始设计，新的设计更加高效且舒适。采用Tosca fluid技术可以满足空调出风口所有的性能目标，更少的能量需求以节省额外成 本。 采用Tosca fluid重新设计的结果使压降减小了50%、具有较好的流动效率 和总成本的降低。同时增加舒适度，在驾驶员和乘客之间的流量分配比例从 40%/60%提高到几乎相等。 3、双流柴油氧化催化器优化 采用Tosca fluid设计的双流柴油氧化催化器（DOC）在不增加压降的情况 下具有更大的气室容积。基于最初的设计空间，采用拓扑优化驱动设计出节省空 间的导流装置，优化后的装置能显著降低压降，提高分流率和流动均匀性。 采用Tosca fluid拓扑优化设计出一个新的双流柴油氧化催化器,压降减小 了65%，流量分配比例从47%/53%提高到几乎相等，而且整个设计过程只花了两 周时间。 应用行业