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二相流解析

FLUINTは、1980年代後半に原子力コードの二相流解析を参考にして開発され、現在に至るまで種々の改良が加えられてきました。

汎用の熱水力解析コード

単相からスタートした他のCFDコードとは異なり、SINDA/FLUINTは当初から二相流解析の特性を考慮して開発されました。

主な適用分野(産業別)

  • 自動車
    空調、パワートレイン機器、燃料・空気供給システム
  • 電子・電気機器
    気液二相冷却システム(ヒート・パイプ等)、空冷、凝縮
  • 航空機
    空調、燃料・空気輸送
  • 石油、薬品工業
    ガス輸送、蒸気噴射
  • 防火システム

主な適用事例(機器・装置、機構別)

  • 凝縮器、蒸気発生器、ボイラ
  • 蒸気圧縮機構、ランキン・サイクル機構の解析
  • Joule-Thomson効果による冷却機構
  • ヒートパイプ
    ループ型(LHP)、キャピラリ・ポンプ型(CPL)
  • 熱サイフォン
  • 衛星関連
    液体燃料の輸送・制御システム、冷媒の貯蔵器、燃料・酸素タンク、熱遮蔽システム、ポゴ現象(燃料注入と燃焼の自励振動)の解析、熱成層型容器
  • ガス貯蔵・供給システム
    凝縮の考慮
  • 燃料・空気供給システム
  • 熱交換器
    凝縮を考慮

二相流の解析機能

  • 伝熱係数の流動様式相関:
    [1] 組み込みの相関式、
    [2] ユーザ定義、
    を選択。
  • 圧力損失係数
    [1] 組み込みの相関式、
    [2] ユーザ定義、
    を選択。
  • 流動様式図
    [1] 内部で自動設定、
    [2] 特性を考慮してユーザが設定、
    を選択。
  • 対象とする流動特性
    準定常の平衡流れから、非定常の二相状態までを包括。
  • 相間スリップの考慮が必要な二相状態
    相間相互作用を考慮して各相の運動方程式を解くオプションの設置(デュアル回路)。
  • 非平衡の過渡状態
    各相のエネルギ保存則と質量保存則を個々に解くオプションの選択。
  • ヒート・パイプのウィックの蒸発・凝縮を考慮

混相流の機能

  • 多種の成分を考慮
    【気・液】、【気・気】、【液・液】の混相流
    液相、又は気相を含め合計26種の成分まで対応。
  • 凝縮、揮発
  • 複数種の溶質ガスが複数種の溶媒への溶解
  • NCG(非凝縮性ガス)の液相への溶解

ヒート・パイプ


NCG増加によるHP性能劣化


容器の熱成層問題とそのモデル化


流動様式例


非平衡二相流のモデル化


均質流/分離流


流況によるモデルの選択


圧損係数例(オリフィス)

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