Flow-3D水利版 新版本发布–FLOW-3D HYDRO 2022R1
新版本功能–FLOW-3D HYDRO 2022R1
FLOW-3D HYDRO新产品2022R1版本反映了FLOW Science采用了FLOW-3D、FLOW-3D CAST和FLOW-3D HYDRO的同步发布命名约定。2022R1表示FLOW-3D产品向统一代码库的过渡。这一重要的发展将允许用户最快拿到最新开发的产品，产品发布更频繁。
FLOW-3D HYDRO 2022R1发行版的特点是FAVOR™方法-详细Cutcell表示法、新的溶解氧和轴流泵模型、Active Simulation Control的扩展、允许用户基于两个独立变量指定复杂属性相关性的表格属性，以及附加的数值功能，如VOF到粒子的发展，以改善易破裂流体区域的质量守恒。
详细Cutcell表示法–FAVOR™扩展
FAVOR™方法使用常规笛卡尔网格上的面积和体积分数表示实心几何体。它使FLOW-3D HYDRO能够高效地模拟复杂几何体的流动和周围流动，而无需借助非结构贴体网格。FAVOR™方法的一个挑战是计算沿不与网格平面对齐的实体表面的精确壁面剪应力。FAVOR™扩展称为详细Cutcell表示法大大改进了壁面剪切应力的计算，从而显著改进了固体表面上的阻力计算以及沿表面和通道的压降计算。
详细cutcell 表示法
溶解氧模型
水中溶解氧在自然和人工栖息地中起着重要作用。可接受的溶解氧浓度是水质的关键指标。在废水处理厂中，氧气供给分解污染物的细菌。FLOW-3D HYDRO的新溶解氧模型与空气夹带、漂移通量和动态气泡尺寸模型相结合，为气泡和溶解动力学建模提供了一致的方法。气泡和水之间的传质系数可通过以下三种方式之一指定：作为用户定义的常数，通过使用Higbie模型的“干净”气泡假设，或通过“脏”气泡假设，其中说明了表面活性剂对氧溶解的影响。
在这个模拟中，氧气气泡从容器底部的两个扩散器中注入，并允许其在水中上升。当气泡上升时，氧气溶入水中。左边的图像显示了水中溶解氧的浓度。右边的图像显示了上升的氧气泡引起的水流速度。
Active Simulation Control模型扩展控制
Active Simulation Control (ASC) 对于基于探头流量信息的模拟控制非常有用。在本版本中，ASC已扩展为允许基于来自一般历史数据、通量表面和采样体积的流量信息进行额外控制。
与点探头相比，通量表面和采样体积的优点之一是，它们可以提供表面或体积上的平均信息，而不是基于点的信息。在某些情况下，基于曲面和基于体积的信息可以更能代表模拟中感兴趣的行为。
使用此新功能，用户可以实现：
- 当控制体积中的温度超过或低于临界值时，终止模拟。
- 当控制容积中的流体质量或体积达到规定值时，打开和关闭阀门。
- 根据取样体积中的湍流能量控制喷嘴的填充率。
- 根据通量平面上的平均速度控制输出频率。
- 当采样体积中的填充分数达到用户指定的值时，终止模拟。
此示例是一个污泥沉降池，模拟水和污泥的混合物的沉降和分离。允许水在沉降池的背面流入和流出，以保持沉降池中相对固定的液位。沉降池底部的取样体积用于测量底部捕获的污泥量。当取样体积中的污泥质量达到200 kg时，阀门打开以释放污泥。当污泥质量降至180 kg以下时，阀门关闭。
轴流泵模型
FLOW-3D HYDRO新的轴流泵模型允许用户在模拟中模拟轴流泵的净效应。关于泵的行为，有两个选项。第一种选择是规定通过泵的体积流量或流速，以便流体以规定的速率移动。当为泵提供工作流量时，此选项适用。第二个选项提供了基于泵性能曲线的泵运行的更完整定义。在这种情况下，用户可以定义泵性能曲线的线性近似值，以便通过泵的流速取决于泵的压降。在此配置中，代表了泵的典型行为，即当反向动态压头建立并推回泵运行时，流量将减慢并最终失速。
在GUI中，用户可以使用基于风扇/叶轮或轴流泵组件的动态视图定义基于组件的泵，其中使用动量源指定流速。
表格属性
材料特性（如粘度和表面张力）可能取决于流动条件（如温度、密度、应变率）或用户定义的表示污染物浓度等的标量。将这些特性拟合到函数形式可能需要复杂的曲线拟合，特别是当特性依赖于多个自变量时。FLOW-3D HYDRO中新的表格特性功能允许用户以表格形式定义流体特性，最多包含两个独立变量。例如，表面张力可根据实验数据制成表格，以描述污染物浓度和温度的复杂非线性依赖关系，或粘度可根据实验数据制成表格，以表示应变率和温度的依赖关系。用户可以在“表格属性”对话框中输入单变量或双变量依赖项。
粘度定义为固体含量（密度）和应变速率的函数。在本例中，稠密流体区域滑入静止池，在时间零点，稠密沉淀流体区域和上方清水层。
此对话框显示如何使用“表格特性”功能将粘度定义为应变率和温度的函数。对话框右侧显示了作为3种不同温度下应变率函数的粘度列表值，并绘制了图表。
不同固体含量下的粘度与应变速率
VOF 到粒子
在FLOW-3D HYDRO中，通过将尖锐界面跟踪VOF方法与流体粒子相结合，提高了其准确性和鲁棒性。新的粒子种类，称为VOF粒子，用于代替VOF函数，在计算域中跟踪小的流体区域和液滴，实现更好的流体体积和动量守恒。
在重力控制过程中，预计时间步长也会更大。当满足特定条件时，VOF流体在特定时间和位置自动转换为VOF粒子。然后使用拉格朗日粒子模型计算粒子运动，粒子在重新进入流体时转换回VOF表示。
时间相关阀门
阀门可用于水输送模拟，其中维持足够的压力以支持结构稳定性至关重要。现在可以根据时间控制阀门。此功能可用于表示在规定控制序列中的指定时间激活的阀门，以确定系统运行特性。
