前几天和朋友聊起来，说做仿真的跟开锁的很像：旁人绞尽脑汁、费尽心思打不开的锁，开锁的师傅一下就打开了；类似的，实际中很多不好解决的问题，只要你抓住事情的本质，用仿真就能一下子把问题解决。

之前曾去给国内一家知名锂离子电池公司做浆液搅拌的仿真。说到搅拌，很多同学和工程师都会觉得，这个简单，谁都会。确实，随便买本书或者找个课程学习下，基本都会提到搅拌问题怎么去解决。但遇到项目多了，就会发觉，搅拌仿真所涉及的内容又深又广。

(资料图)

我们先来说这个搅拌项目的第一步……是的，你错了，并不是让你立马开始建模计算，首先要处理的是浆料特性。因为浆料呈现出非牛顿流体特性，因此需要根据实验数据进行粘度的拟合，这个环节采用一般的数据处理工具都能完成，之后将拟合得到的相关参数输入到FLUENT中。

这里有个可以说道的地方，就是优先采用软件内置的模块还是更具有自由性的UDF？回答是：能使用软件自带的模块，就不要去用UDF，即便那个UDF如何简单。其实稍微看过UDF手册的，都知道UDF都有固定格式，除了有些特别复杂，需要花大力气开发之外（一般情况下遇不到），大多数只要改个条件，改个参数就可以了，有过编程经验的都知道将这类外挂集成到系统中其实不难，但FLUENT为啥一直没有这么做呢？就因为你眼中的简单的语句，运行过程中与整个系统有可能会出现不兼容——在一个完美的系统中，从外面加入一个完美的东西，不一定是和谐，可能是崩溃。大家有空可以用简单模型试试两种方式，自然就能感受了。

那么，接下来，物性合适了，就可以开始建立搅拌的系统了。大家可能都知道搅拌常用的几种方法，多重参考系（MRF），滑移网格（SM），动网格（DM），重叠网格（Overset）。这几种方法使用的场景有所不同，看客户的需求、工期商量而定。

这里就唠几句项目的安排：对于一个中长期的项目，客户开始如果只要一个最终需求，那就尽量跟他们协商，将其分解成几步来做，那样，你能把控住项目的进度，而客户也能不断得到反馈。对于一般搅拌项目，旋转部件的设置，通过MRF+ SM基本就能解决，所以可以通过MRF做稳态进行粗算，给出对比性的趋势，再采用SM做瞬态进行关键工况的测试。在达到客户的要求的同时，也能给出足够的工作量和足够的文件厚度。

因为该项目涉及到自转+公转，设备中的两个偏心的搅拌桨，既自转，又绕设备中心轴公转，导致采用MRF和SM已经难以解决问题，只能采用动网格或者重叠网格来解决问题了。在整个运行周期中，两个桨之间、桨与壁面之间都有靠得非常近的时刻，而采用动网格，处理间隙极小问题时，参数设置和时间步长配合不好就容易出问题，再加上整个计算过程中，会经历多次这种情况，因此，选用了重叠网格来解决问题。

重叠网格也是动网格的一种，但对比与以往的动网格方法，需要加密局部区域的网格来使数据顺畅流动，会增加整体的计算量，但好处就是稳定。通过修改不同部件模型区域，调整局部网格数量，设置相关参数，以使问题得到解决。

另外提一点，关于自转+公转的设置，在表达式这个功能出来之前，都是靠UDF解决的，而使用表达式能很容易设定自转+公转。表达式可以设置变化的边界参数、物性，可以采用条件语句等等，可以说自从表达式的出现，UDF已经处于半退休状态，简单问题已经用不到UDF了。

当以上这些都设置完成、稳定运行的时候，浆液搅拌这把锁我们已经打开了。后续的桨叶调整、功率优化都只是按部就班的事情了。那么搅拌做到这个程度就可以了吗？当然不是！很多搅拌的过程涉及到化学反应，需要调整反应方程对标实验过程；涉及温度变化、传热，用以调整内外部结构及工艺参数；涉及到絮凝，涉及到生物反应器曝气等等。因为搅拌在各个领域的使用，其应用场景遍布方方面面，唯有理清思路，将复杂问题一步步剖析、简化，才能有效地采用仿真手段，快速解决客户的需求，去打开客户的锁。

接着说回开头仿真和开锁的话题，应该很多人也听到过有业主因为看到开锁的这么容易，就不愿意给开锁的事先约定的费用，我们做仿真的工程师也会碰到这种情况。有时候你跟客户解释这个问题其实解决起来有多难，需要多少的知识储备，需要多少的项目经验，客户只会说，我只看到你一下子把问题解决了……

致仿真同行者！！！

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