(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210998560.5 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 中国科学院理化 技术研究所 地址 100190 北京市海淀区中关村东路2 9 号 (72)发明人 柯长磊　彭楠　 (74)专利代理 机构 深圳市科进知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44316 专利代理师 麦穗 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 流体动力学仿真软件的仿真设定方法及系 统 (57)摘要 本发明涉及一种流体动力学仿真软件的仿 真设定方法及系统， 该方法包括： 选定仿真工质 的自变量物性参数、 自变量物性参数的取值范 围、 自变量物 性参数的取值范围内的取值点数以 及自变量物 性参数的点值； 将自变量物性参数的 点值导入仿真工质物性参数计算软件， 得到仿真 工质与自变量物性参数相对应且选定的因变量 物性参数的点值； 根据自变量物性参数、 自变量 物性参数的取值范围、 自变量物 性参数的取值范 围内的取值点数、 自变量物性参数的点值、 因变 量物性参数以及因变量物性参数的点值， 构建仿 真工质的自定义物性表； 将仿真工质的自定义物 性表导入流体动力学仿真软件以完成对流体动 力学仿真软件的仿真 设定。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 115510772 A 2022.12.23 CN 115510772 A 1.一种流体动力学仿真软件的仿真 设定方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 选定仿真工质的自变量物性参数、 所述自变量物性参数的取值范围、 所述自变量物性 参数的取值范围内的取值 点数以及所述自变量物性 参数的点 值； 将所述自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件， 得到所述仿真工质与 所述自变量物性 参数相对应且选 定的因变量物性 参数的点 值； 根据所述自变量物性参数、 所述自变量物性参数的取值范围、 所述自变量物性参数的 取值范围内的取值点数、 所述自变量物性参数 的点值、 所述因变量物性参数以及所述因变 量物性参数的点 值， 构建能够适配流体动力学仿真软件的所述仿真工质的自定义物性表； 将所述仿真工质的自定义物性表导入所述流体动力学仿真软件以完成对所述流体动 力学仿真软件的仿 真设定， 以实现所述流体动力学仿真软件对以所述仿真工质作为工质的 透平膨胀机的实际性能的模拟计算。 2.根据权利要求1所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法， 其特征在于， 所述自变 量物性参数包括温度和压力， 所述自变量物性参数的取值范围包括所述温度的取值范围和 所述压力的取值范围， 所述自变量物性参数的取值范围内的取值点数包括所述温度的取值 范围内的取值点数和所述压力的取值范围内的取值点数， 所述自变量物性参数的点值包括 所述温度的点 值和所述压力的点 值。 3.根据权利要求2所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法， 其特征在于， 所述因变 量参数包括第一因变量参数， 所述第一因变量参数包括比焓、 比声速、 比体积、 比定容热容、 比定压热容、 定温条件下压力随密度的变化率、 比熵、 动力粘度以及热导率中的至少一个， 所述将所述自变量物性参数的点值导入仿 真工质物性参数计算软件， 得到所述仿真工质与 所述自变量物性 参数相对应且选 定的因变量物性 参数的点 值的步骤 包括： 将所述温度和所述压力同时设定为两个相互独立的自变量， 构建第一物性参数表， 所 述第一物性参数表的横向上分散有m个不同的温度节点， 所述第一物性参数表的纵向上分 散有n个不同的压力节点， m≥2且n≥2； 将所述第一物性参数表上的数据点的点值导入所述仿真工质物性参数计算软件的计 算模块， 以输出所述仿真工质在所述数据点上 的第一因变量参数 的点值,所述数据点的点 值包括与所述数据点对应的所述温度节点和所述压力节点的点 值。 4.根据权利要求3所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法， 其特征在于， 所述第 一 因变量参数还包括定温条件下压力随比体积的变化率， 所述定温条件下压力随比体积的变 化率由所述定温条件下压力随密度的变化 率求导变换计算得到； 求导变换所涉及的计算公式如下： 其中： 表示定温条件下压力随密度的变化率； 表示定温条件下 压力随比体积的变化率； P表示仿真工质的压力； ρ 表示仿真工质的密度； ν表示仿真工质的 比体积。 5.根据权利要求3所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法， 其特征在于， 在执行将 所述仿真工质的自定义物性表导入所述流体动力学仿真软件以完成对所述流体动力学仿权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115510772 A 2真软件的仿真 设定的步骤之前， 所述 流体动力学仿真软件的仿真 设定方法还 包括： 对所述第一物性 参数表的分辨 率进行无关性检测。 6.根据权利要求3所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法， 其特征在于， 所述因变 量参数还包括第二因变量参数， 所述第二因变量参数包括饱和态温度、 液相 饱和态下 的所 述第一因变量参数以及气相饱和态下的所述第一因变量参数中的至少一个， 所述将所述自 变量物性参数的点值导入仿 真工质物性参数计算软件， 得到所述仿 真工质与所述自变量物 性参数相对应且选 定的因变量物性 参数的点 值的步骤 还包括： 将所述压力单独设定为自变量， 构建第二物性参数表， 所述第二物性参数表的纵向上 分散有n个不同的压力节点， n≥2； 将所述第二物性参数表上的压力节点的点值导入所述仿真工质物性参数计算软件的 计算模块， 以输出 所述仿真工质在所述压力节点上的第二因变量 参数的点 值。 7.根据权利要求1所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法， 其特征在于， 所述将所 述自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件， 得到所述仿真工质与所述自变 量物性参数相对应且选 定的因变量物性 参数的点 值的步骤 包括： 将所述自变量物性 参数的点 值载入表格文件中， 得到物性 参数数据表格； 将所述物性参数数据表格与 所述仿真工质物性参数计算软件进行耦接， 以使所述仿真 工质物性参数计算软件计算并输出所述仿真工质与所述自变量物性参数相对应且选定的 因变量物性 参数的点 值。 8.根据权利要求1所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法， 其特征在于， 所述流体 动力学仿真软件为ANSYS仿真软件， 所述将所述仿真工质的自定义物性表导入所述流体动 力学仿真软件以完成对所述 流体动力学仿真软件的仿真 设定的步骤 包括： 将所述仿真工质的自定义物性表保存为RGP的形式然后导入至所述ANSYS仿真软件中。 9.根据权利要求1所述的流体动力学仿真软件的仿真设定方法， 其特征在于， 所述仿真 工质的自定义物性表包括表头和数据两部分， 所述表头包括所述仿真工质的名称、 气液状 态、 自变量物性参数 的名称以及因变量物性参数 的名称， 所述数据包括所述自变量物性参 数的点值和所述因变量物性 参数的点 值。 10.一种流体动力学仿真软件的仿真 设定系统， 其特 征在于， 包括： 选定模块， 用于选定仿真工质的自变量物性参数、 所述自变量物性参数的取值范围、 所 述自变量物性 参数的取值范围内的取值 点数以及所述自变量物性 参数的点 值； 计算模块， 用于将所述自变量物性参数的点值导入仿真工质物性参数计算软件， 得到 所述仿真工质与所述自变量物性 参数相对应且选 定的因变量物性 参数的点 值； 物性表建立模块， 用于根据 所述自变量物性参数、 所述自变量物性参数的取值范围、 所 述自变量物性参数 的取值范围内的取值点数、 所述自变量物性参数 的点值、 所述因变量物 性参数以及所述因变量物性参数的点值， 构建能够适配流体动力学仿 真软件的所述仿 真工 质的自定义物性表； 仿真模块， 用于将所述仿真工质的自定义物性表导入所述流体动力学仿真软件以完成 对所述流体动力学仿真软件的仿真设定， 以实现所述流体动力学仿 真软件对以所述仿 真工 质作为工质的透平膨胀机的实际性能的模拟计算。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115510772 A 3