Точный, быстрый анализ гидравлических и пневматических систем
CADFlo — это инженерный инструмент, предназначенный для решения широкого круга задач, таких как моделирования сложных течений жидкостей и газов в каналах, трубах, форсунках, коллекторах, запорной арматуре, фильтрах, сепараторах и системах подачи СОЖ. Позволяет проводить детальный анализ гидравлических систем ещё до изготовления прототипов — от расчёта перепадов давления и определения кавитационных зон до оптимизации геометрии насосов, клапанов и воздуховодов.
Одним из преимуществ CADFlo является использование гибридного решателя уравнений Навье-Стокса, это позволяет точно моделировать сложные течения — как несжимаемых ньютоновских жидкостей (масло, вода), так и сжимаемых сред, неньютоновских жидкостей и двухфазных потоков с кавитацией. Такой подход особенно важен при проектировании гидросистем, где необходимо учитывать не только гидравлическое сопротивление, но и эффекты кавитации, фазовые переходы, тепловые нагрузки и взаимодействие с твёрдыми конструкциями.
Ключевые технологии CADFlo для гидравлики и пневматики

Гибридный решатель

Решение задач с кавитацией связано с расчетом зон, имеющих разное содержание фаз жидкости и газа. При этом, скорость звука в жидкости составляет около 1000 м/с, в газе – около сотен метров в секунду, в областях газожидкостной смеси – единицы и десятки метров в секунду. Такое сильное изменение скорости звука в одной расчетной области приводит к ситуации, когда в основной области течение жидкости существенно дозвуковое, а в отдельных локальных областях кавитации оно становится существенно сверхзвуковым, т.е. скорость течения значительно превышает скорость звука. Численное решение сверхзвуковых течений требует специальных методов и подходов, основанных на density-based уравнениях.

Для решения задач кавитации по гомогенной равновесной изотермической модели используется гибридный решатель, который использует обычные методы решения уравнений движения типа SIMPLE в дозвуковых областях течения и метод типа AUSM для проведения расчета в локальных областях кавитации там, где возникает газожидкостная смесь. Использование гибридного решателя значительно стабилизирует расчет кавитационных течений.
Моделирование кавитации

Моделирование кавитации в CADFlo позволяет заранее выявить и устранить риски, повысить надёжность гидросистем и оптимизировать их работу.

В CADFlo реализованы две модели кавитации:

  • Модель равновесной кавитации. В основе данной модели лежит подход гомогенного равновесия. Она может применяться только для предварительно определенной в инженерной базе CADFlo воды. Позволяет описывать не только фазовые превращения, вызываемые падением давления в жидкости (гидродинамическая кавитация), но и ростом температуры в ней (кипение).
  • Модель изотермической кавитации. В основе данной модели лежит подход, рассматривающий изотермические двухфазные течения. Плотность среды определяется исходя из уравнения состояния баротропного типа. Модель изотермической кавитации может применяться только для жидкостей, созданных пользователями.
Неньютоновские жидкости

При расчете в CADFlo можно рассматривать смесь нескольких неньютоновских жидкостей, причем они могут описываться разными моделями. Однако свойства этих жидкостей не должны сильно различаться.

Пользователь может выбрать одну из пяти доступных моделей неньютоновских жидкостей:

  • Модель Гершеля-Балкли
  • Степенная модель
  • Модель Каро
  • Модель Кросса-Вильямса-Ландела-Ферри
  • Модель второго порядка
Или использовать модель с табличным заданием вязкости, которая определяет значения динамической вязкости путем линейной интерполяции или полиномиальной аппроксимации табличных зависимостей вязкости от скорости сдвиговых деформаций при различных температурах.
Сжимаемые жидкости

В CADFlo реализована поддержка сжимаемых жидкостей через гибкую настройку уравнений состояния в Инженерной базе данных. Пользователь может задать зависимость плотности от давления с помощью двух форм уравнения Тейта: логарифмического или степенного закона, указав эталонные значения плотности, давления и температурно-зависимые коэффициенты. Дополнительно доступна опция учёта зависимости динамической вязкости от давления.
Вращающиеся механизмы

Для учета вращения деталей обтекаемого тела (например гидротурбин или насосов) в CADFlo применяются специальные технологии:

  • Глобальное вращение. Эта опция задает вращение всей расчётной области вместе с глобальной системой координат с определенной угловой скоростью. Позволяет учитывать влияние силы Кариолиса и центробежной силы.
  • Локальная область вращения (Осреднение - Averaging) позволяет моделировать течение жидкости или газа в устройствах, сочетающих вращающиеся и неподвижные детали (импеллер - корпус насоса, лопасти винта - фюзеляж и т.п.).
  • Локальные области вращения (Скольжение - Sliding) позволяет указать несколько локальных вращающихся систем координат внутри модели в тех случаях, когда необходимо учитывать «ротор-статор» взаимодействие.
Мультифизика и сопряжённый теплообмен

В CADFlo реализует единый многофизичный подход, при котором решение гидрогазодинамики, теплообмена, прочности и других задач происходит в рамках единого проекта с автоматической передачей физических полей между дисциплинами.

  • Гидравлические и аэродинамические нагрузки (давление, сила трения, импульс потока) автоматически передаются в прочностной анализ (FEA) как поверхностные нагрузки.
  • Температурные поля стенок влияют на свойства текучей среды: вязкость, плотность, теплопроводность и даже фазовое состояние (например, при кипении или конденсации) обновляются динамически в ходе расчёта, обеспечивая физически корректную обратную связь между теплообменом и гидродинамикой.
  • Тепловые напряжения от неоднородного нагрева автоматически учитываются в прочностной задаче — включая термическое расширение, контактные взаимодействия и деформации, влияющие на зазоры и гидравлические сопротивления.

Информация о компании и контакты

О компании

ООО «Экспертные системы» является системным интегратором полного цикла и предлагает своим Заказчикам весь спектр услуг от обучения и технического сопровождения до реализации готовых проектов по цифровизации промышленных предприятий любой сложности.

За плечами команды свыше 30 лет опыта внедрения решений класса CAD/CAM/CAE/PDM/CAPP/MES и др. на предприятиях различных отраслей промышленности.

ООО «Экспертные системы» имеет высокий уровень партнёрских статусов с крупнейшими разработчиками отечественного программного обеспечения.

Контакты

  • Телефон +7 (499) 495-43-07
  • Сайт systexpert.ru
  • Адрес 125167, г. Москва, Ленинградский проспект, дом 47, стр. 2 Бизнес-центр «Авион», подъезд 2, офис 437
Спасибо! Ваша заявка отправлена. Мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Остались вопросы?

Заполните форму и мы с вами свяжемся