【用户分享】Simdroid 流体仿真APP开发经验分享
一、CFD简介
Computational Fluid Dynamics(CFD)即计算流体动力学，是流体力学的一个分支。它是利用离散数学和计算机等技术，通过设定边界条件和划分网格对流体运动进行模拟，在时间和空间上定量求解得到流场信息，用于分析和解决实际问题的一门科学。近年来，得益于计算机技术的发展，CFD技术应用逐渐被重视，模拟的对象由简单的单相流向复杂的多相流实际工程应用中的发展，加之多种物理、化学反应模块不断地开发与完善，通过CFD技术来指导工业设计与建设逐步成为现实。
二、Simdroid软件学习经验
Simdroid支持多种类型的物理场仿真模拟，其CFD模块在流场计算中表现良好。Simdroid仿真平台提供了创建工程模型、生成计算区域、划分网格、数值计算、结果分析等所有模块。用户可以根据实际需求，选择合适的模型、参数、离散方法以及后处理技术，像搭积木一样迅速生成针对某一流动问题的专用软件，我们称之为 APP，必要时还可以根据结果和反馈，对APP进行修改和升级。
虽然我之前学过流体力学相关理论，但并没有尝试过流体仿真开发，直到我学习使用Simdroid软件才开始接触流体仿真。作为一个使用Simdroid进行流体仿真APP开发的新手，我很荣幸能分享一下自己做流体仿真APP开发的经验，如有不当之处，请各位批评指正。
1.几何建模
首先就是建立流动模型。与结构分析不同，我们并不需要创建容纳流体的结构模型，而是创建流体流过的区域的模型，即流体域。相对简单的模型可以通过Simdroid三维建模功能直接建模，例如淋浴头的流体域模型，可以通过拉伸、旋转、阵列等操作建立出来。复杂的模型曲面多而复杂，不易创建，例如歧管、颈动脉分叉等流体域模型，可以在网上寻找相应的stp格式模型导入，我认为“导入”这个功能非常强大，对于我这样建模操作能力不太强的人来说，能省去大量用于建模的时间。
淋浴头流体域 歧管流体域 颈动脉分叉流体域
2.网格剖分
其次对于网格划分，要选择合适的网格尺寸，首先就是要设置边界名称，即入口、出口和壁面等。面选择功能能够帮助我们快速选择多个面，例如对于淋浴头流体仿真，壁面需要选择多个面，一个一个进行点选比较麻烦，我们可以用“面选择”选中所有面，再去掉入口面和出口面，最后只留下壁面。“面控制”可以帮助我们进行局部加密，提高网格质量，提高计算精度。例如对于淋浴头而言，出口由很多小的圆柱底面组成，通过“面控制”对出口进行更加精确的划分。
面选择功能
设置壁面边界
面控制使出口网格划分更精细
在流体分析时，一定要根据实际情况来正确设置边界条件和初始场。对于淋浴头流体仿真，分别设置速度入口和压力出口以及壁面等边界条件，最终通过计算得到结果。
设置边界条件
流速矢量图
3. APP开发
最后通过绑定参数来对几何尺寸、网格大小和流速等物理量进行参数化，并完成APP制作。APP可以直接调节几何尺寸和流体参数，模拟流体在流经淋浴头时的速度及压力分布，模拟结果可用于指导模型优化。
淋浴头流体仿真APP界面
三、总结
作为实习生在进行仿真APP开发的过程中，我认为最重要的一点是：无论对于结构仿真或者流体仿真，都要不断地学习和尝试Simdroid的各种操作，增进对Simdroid的熟悉程度，这是制作优质仿真APP不可或缺的前提。在学习过程中，我会经常看Simapps网站上优质仿真APP的案列和视频教程，同时翻阅帮助文档，并尝试制作相似模型巩固学习。当我遇到问题时，技术老师能够及时解答我的问题，给予我很大的帮助。感谢云道智造公司能够给予我宝贵的机会进行经验的分享和交流。
