多孔介質材料慣性阻力係數與粘性阻力係數計算
使用多孔介質材料進行流體仿真模擬時，通常使用流速-壓降試驗數據對多孔介質材料進行模擬，本文介紹如何進行計算，以得到慣性阻力係數和粘性阻力係數。
同時，根據文中介紹的計算方法，作者自己在excel軟體中編寫了實現的方法，在文末也將放上下載連結，歡迎大家下載試用。
別的不說了，先上一張界面圖。然後回解釋excel中的公式和計算方法，了解了之後，各位看這篇文章的同學們也就可以自己編寫這個程序了。
另外，為方便大家不同的輸入參數需求，還編了一個入口流量的轉換表，可以將體積流率，質量流率，流速進行轉換。
那麼上面兩個表如何得到的呢？首先從簡單的三個不同的入口流量轉換開始介紹吧。
首先，質量流量=體積流量*密度，如圖示，編制公式為：=B24*$C$13/3600，需要注意單位的變換；
其次，流速=體積流量/入口面積，如圖示，編制公式為：=B24*1000000/$A$13/3600；
上面介紹的是以體積流量為輸入條件，推導另兩個輸入條件的方法；同樣的，可以推導出以任意一個輸入計算另兩個輸入的公式。
接著介紹如何使用表格來計算慣性阻力係數和粘性阻力係數，圖中所有綠色的區域，是需要輸入的參數，紅色字體的是最終輸出結果。
首先輸入流速和壓降的試驗數據，以及多孔材料的厚度；建立壓降與厚度之比與流速之間的散點圖，添加趨勢線，在趨勢線屬性中選擇二次多項式的形式來表徵曲線的函數公式，如圖示。
將圖示趨勢線函數公式中的2次方項和1次方項分別填入表格中對應綠色區域，如果使用starccm+進行流體仿真計算，此時就可以得到軟體中需要輸入的參數了，將紅色區域數值輸入軟體中進行計算即可。
如果採用fluent軟體進行計算，此時仍需另外一個參數，即流體材料的年度，以及前期已經輸入的多孔材料的厚度參數。使用這些參數進行計算，可以得到具體的慣性阻力係數和粘性阻力係數。其中慣性阻力係數公式為：=J19/0.5/C13/B13*1000；粘性阻力係數公式為：=L19/D13/(B13/1000)。這兩個公式的來由，可以參見前期介紹多孔材料流體仿真的公眾號文章，連接地址如下：過濾材料在流體分析中的多孔介質設置。
得到這些參數之後，可參照上面提到的公眾號文章介紹，進行流體仿真計算啦！而對於本計算方法得到的仿真誤差，可以在表格中看出。表格中擬合曲線壓降列即使用擬合曲線的公式進行計算時，得到的壓降值；後面一列是該擬合曲線壓降與試驗壓降的誤差。還可以與壓降仿真值進行誤差對比，濾芯壓降仿真一般是進行建模，使用本表格計算出的材料參數進行仿真後，得到的濾芯壓降；同樣在表格中列出了計算得到的誤差。
附上圖示編制的excel表格下載地址，供大家參考。
連結：https://pan.baidu.com/s/1UpfzM8abFDFdfLhhY_R2qg
提取碼：9icu
最後，歡迎大家轉發，歡迎大家關注「新能源車振動與安全」公眾號。
免責申明：公眾號部分文章及文章中的圖片系轉載，已知出處的文中已註明。如有侵權，請您後臺留言，本號將及時處理。
點擊閱讀原文，瀏覽更多歷史文章。