????????前幾天和朋友聊起來，說做仿真的跟開鎖的很像：旁人絞盡腦汁、費盡心思打不開的鎖，開鎖的師傅一下就打開了；類似的，實際中很多不好解決的問題，只要你抓住事情的本質(zhì)，用仿真就能一下子把問題解決。

????????之前曾去給國內(nèi)一家知名鋰離子電池公司做漿液攪拌的仿真。說到攪拌，很多同學(xué)和工程師都會覺得，這個簡單，誰都會。確實，隨便買本書或者找個課程學(xué)習(xí)下，基本都會提到攪拌問題怎么去解決。但遇到項目多了，就會發(fā)覺，攪拌仿真所涉及的內(nèi)容又深又廣。

????????我們先來說這個攪拌項目的第一步……是的，你錯了，并不是讓你立馬開始建模計算，首先要處理的是漿料特性。因為漿料呈現(xiàn)出非牛頓流體特性，因此需要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行粘度的擬合，這個環(huán)節(jié)采用一般的數(shù)據(jù)處理工具都能完成，之后將擬合得到的相關(guān)參數(shù)輸入到FLUENT中。

????????這里有個可以說道的地方，就是優(yōu)先采用軟件內(nèi)置的模塊還是更具有自由性的UDF？回答是：能使用軟件自帶的模塊，就不要去用UDF，即便那個UDF如何簡單。其實稍微看過UDF手冊的，都知道UDF都有固定格式，除了有些特別復(fù)雜，需要花大力氣開發(fā)之外（一般情況下遇不到），大多數(shù)只要改個條件，改個參數(shù)就可以了，有過編程經(jīng)驗的都知道將這類外掛集成到系統(tǒng)中其實不難，但FLUENT為啥一直沒有這么做呢？就因為你眼中的簡單的語句，運行過程中與整個系統(tǒng)有可能會出現(xiàn)不兼容——在一個完美的系統(tǒng)中，從外面加入一個完美的東西，不一定是和諧，可能是崩潰。大家有空可以用簡單模型試試兩種方式，自然就能感受了。

????????那么，接下來，物性合適了，就可以開始建立攪拌的系統(tǒng)了。大家可能都知道攪拌常用的幾種方法，多重參考系（MRF），滑移網(wǎng)格（SM），動網(wǎng)格（DM），重疊網(wǎng)格（Overset）。這幾種方法使用的場景有所不同，看客戶的需求、工期商量而定。

????????這里就嘮幾句項目的安排：對于一個中長期的項目，客戶開始如果只要一個最終需求，那就盡量跟他們協(xié)商，將其分解成幾步來做，那樣，你能把控住項目的進度，而客戶也能不斷得到反饋。對于一般攪拌項目，旋轉(zhuǎn)部件的設(shè)置，通過MRF+ SM基本就能解決，所以可以通過MRF做穩(wěn)態(tài)進行粗算，給出對比性的趨勢，再采用SM做瞬態(tài)進行關(guān)鍵工況的測試。在達(dá)到客戶的要求的同時，也能給出足夠的工作量和足夠的文件厚度。

????????因為該項目涉及到自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)，設(shè)備中的兩個偏心的攪拌槳，既自轉(zhuǎn)，又繞設(shè)備中心軸公轉(zhuǎn)，導(dǎo)致采用MRF和SM已經(jīng)難以解決問題，只能采用動網(wǎng)格或者重疊網(wǎng)格來解決問題了。在整個運行周期中，兩個槳之間、槳與壁面之間都有靠得非常近的時刻，而采用動網(wǎng)格，處理間隙極小問題時，參數(shù)設(shè)置和時間步長配合不好就容易出問題，再加上整個計算過程中，會經(jīng)歷多次這種情況，因此，選用了重疊網(wǎng)格來解決問題。

????????重疊網(wǎng)格也是動網(wǎng)格的一種，但對比與以往的動網(wǎng)格方法，需要加密局部區(qū)域的網(wǎng)格來使數(shù)據(jù)順暢流動，會增加整體的計算量，但好處就是穩(wěn)定。通過修改不同部件模型區(qū)域，調(diào)整局部網(wǎng)格數(shù)量，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，以使問題得到解決。

????????另外提一點，關(guān)于自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)的設(shè)置，在表達(dá)式這個功能出來之前，都是靠UDF解決的，而使用表達(dá)式能很容易設(shè)定自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)。表達(dá)式可以設(shè)置變化的邊界參數(shù)、物性，可以采用條件語句等等，可以說自從表達(dá)式的出現(xiàn)，UDF已經(jīng)處于半退休狀態(tài)，簡單問題已經(jīng)用不到UDF了。

????????當(dāng)以上這些都設(shè)置完成、穩(wěn)定運行的時候，漿液攪拌這把鎖我們已經(jīng)打開了。后續(xù)的槳葉調(diào)整、功率優(yōu)化都只是按部就班的事情了。那么攪拌做到這個程度就可以了嗎？當(dāng)然不是！很多攪拌的過程涉及到化學(xué)反應(yīng)，需要調(diào)整反應(yīng)方程對標(biāo)實驗過程；涉及溫度變化、傳熱，用以調(diào)整內(nèi)外部結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)；涉及到絮凝，涉及到生物反應(yīng)器曝氣等等。因為攪拌在各個領(lǐng)域的使用，其應(yīng)用場景遍布方方面面，唯有理清思路，將復(fù)雜問題一步步剖析、簡化，才能有效地采用仿真手段，快速解決客戶的需求，去打開客戶的鎖。

????????接著說回開頭仿真和開鎖的話題，應(yīng)該很多人也聽到過有業(yè)主因為看到開鎖的這么容易，就不愿意給開鎖的事先約定的費用，我們做仿真的工程師也會碰到這種情況。有時候你跟客戶解釋這個問題其實解決起來有多難，需要多少的知識儲備，需要多少的項目經(jīng)驗，客戶只會說，我只看到你一下子把問題解決了……

????????致仿真同行者！?。?/p>