一种基于CFD的双屏标准温度传感器的数值仿真方法与流程

专利检索2025-03-28  8


本发明属于传感器的数值仿真方法,具体涉及一种基于cfd的双屏标准温度传感器的数值仿真方法。


背景技术:

1、随着科技的快速发展,传感器技术在各个领域中的应用越来越广泛。其中,标准温度传感器作为一种重要的测量设备,被广泛应用于航空航天、能源、环境监测、工业生产等领域,用于精确测量高温气体的温度。

2、传统的标准温度传感器的设计主要依赖于理论计算及实验测试,这种设计制造方法耗时长、成本高,而且在实验测试中无法模拟出某些特殊的工况,其实验方法或测试可能都存在一定的困难。

3、因此,研发一种能够更准确、更稳定、更高效地测量复杂流场中温度的新型标准温度传感器,并且通过数值仿真计算方法进行设计,成为传感器技术领域亟待解决的问题。

4、基于计算流体动力学(cfd)的数值仿真技术由于其能够在计算机上模拟流体的流动和传热过程,预测温度和速度等参数的分布,近年来在传感器设计和优化中展现出巨大的潜力。然而,目前针对双屏标准温度传感器的cfd数值仿真方法的研究相对较少,存在较大的技术空白。

5、基于此,提出了一种基于cfd的双屏标准温度传感器的数值仿真方法。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种基于cfd的双屏标准温度传感器的数值仿真方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种基于cfd的双屏标准温度传感器的数值仿真方法,包括以下步骤:

3、s1、双屏标准温度传感器计算域建模及命名;

4、s2、双屏标准温度传感器计算域模型网格划分;

5、s3、设置流场边界条件,对双屏标准温度传感器cfd流场初场仿真求解;

6、s4、读取双屏标准温度传感器固体域网格,进行双屏标准温度传感器cfd流固耦合仿真求解,输出双屏标准温度传感器来流总温及球焊固体壁面或固体域温度;

7、s5、设置导热边界条件,进行双屏标准温度传感器cfd流固耦合仿真求解,输出双屏标准温度传感器球焊固体壁面或固体域温度;

8、s6、添加辐射模型,设置辐射边界条件,进行双屏标准温度传感器cfd带辐射流固耦合仿真求解,输出双屏标准温度传感器球焊固体壁面或固体域温度;

9、s7、根据s4-s6中的仿真结果处理双屏标准温度传感器的速度误差、导热误差、辐射误差、测温偏差。

10、作为本发明的进一步说明,s1中的建模及命名方法是以双屏标准温度传感器长度为其特征长度,计算域形状取球体,球体计算域直径取双屏标准温度传感器特征长度的5倍以上,通过计算域与固体计算域的布尔求差,得到双屏标准温度传感器的流体计算域;

11、同时对流体、固体计算域体以及相关面进行命名。

12、作为本发明的进一步说明,s2中的网格划分方法是对流体计算域、固体计算域进行面网格划分,面网格最小值小于等于偶丝直径的0.1倍,面网格最大值小于等于偶丝直径的0.4倍;

13、对流体计算域、固体计算域进行体网格划分,网格划分的全局尺寸:网格最小值小于等于偶丝直径的0.1倍,网格最大值小于等于偶丝直径的20倍,偶丝、球焊面网格最小值小于等于偶丝直径的0.1倍,偶丝、球焊面网格最大值小于等于偶丝直径的0.2倍。

14、作为本发明的进一步说明,s3-s6中的仿真方法是先对双屏标准温度传感器进行流体边界条件设置,进行cfd流场仿真得到初始化的流场;

15、再导入双屏标准温度传感器固体域网格,进行网格交界面匹配,进行cfd流固耦合仿真,得到来流总温及传感器球焊固体壁面或固体域温度;

16、再设置双屏标准温度传感器导热边界条件,进行cfd流固耦合仿真,得到传感器球焊固体壁面或固体域温度;

17、再设置辐射模型,设置辐射边界条件,进行cfd带辐射流固耦合仿真,得到传感器球焊固体壁面或固体域温度。

18、作为本发明的进一步说明,s7中的速度误差是s4中来流总温与球焊固体壁面或固体域温度之差;

19、导热误差是s5中球焊固体壁面或固体域温度与s4中球焊固体壁面或固体域温度之差;

20、辐射误差是s6中球焊固体壁面或固体域温度与s5中球焊固体壁面或固体域温度之差;

21、测温偏差是s4中来流总温与s6中球焊固体壁面或固体域温度之差。

22、本发明与现有技术相比具有以下优点:

23、1、本发明能提高理论分析计算的精度,减少对试验测试的依赖。

24、2、本发明能获取更丰富的温度场信息,有助于深入理解标准温度传感器的工作机制和优化设计。

25、3、本发明能降低试验成本,缩短研制周期,加快产品研发速度。

26、4、本发明能提高双屏标准温度传感器的设计精度,确保其在复杂工况下的稳定性和准确性。



技术特征:

1.一种基于cfd的双屏标准温度传感器的数值仿真方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于cfd的双屏标准温度传感器的数值仿真方法,其特征在于,s1中的建模及命名方法是以双屏标准温度传感器长度为其特征长度,计算域形状取球体,球体计算域直径取双屏标准温度传感器特征长度的5倍以上,通过计算域与固体计算域的布尔求差,得到双屏标准温度传感器的流体计算域;

3.根据权利要求1所述的一种基于cfd的双屏标准温度传感器的数值仿真方法,其特征在于,s2中的网格划分方法是对流体计算域、固体计算域进行面网格划分,面网格最小值小于等于偶丝直径的0.1倍,面网格最大值小于等于偶丝直径的0.4倍;

4.根据权利要求1所述的一种基于cfd的双屏标准温度传感器的数值仿真方法,其特征在于,s3-s6中的仿真方法是先对双屏标准温度传感器进行流体边界条件设置,进行cfd流场仿真得到初始化的流场;

5.根据权利要求1所述的一种基于cfd的双屏标准温度传感器的数值仿真方法,其特征在于,s7中的速度误差是s4中来流总温与球焊固体壁面或固体域温度之差;


技术总结
本发明提供了一种基于CFD的双屏标准温度传感器的数值仿真方法,包括以下步骤:双屏标准温度传感器计算域建模及命名;双屏标准温度传感器计算域模型网格划分;双屏标准温度传感器CFD流场初场仿真求解;输出双屏标准温度传感器来流总温及球焊固体壁面温度;输出双屏标准温度传感器球焊固体壁面温度;输出双屏标准温度传感器球焊固体壁面温度,计算双屏标准温度传感器的速度误差、导热误差、辐射误差、测温偏差。本发明能有效地解决双屏标准温度传感器理论分析计算精度低,双屏标准温度传感器试验测试获取温度场信息少,试验成本高等问题,为双屏标准温度传感器提供了一套更加高效、准确的设计方法。

技术研发人员:董素艳,闫冬阳,张竹鹤
受保护的技术使用者:西安流固动力科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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