在現代工業發展進程中，霧化技術作為一項基礎且關鍵的技術，在眾多領域都有著不可或缺的應用。從能源動力到醫療健康，從農業生產到工業制造，霧化效果的優劣，直接決定了產品性能、生產效率，甚至關乎環境保護與可持續發展。而在探索和優化霧化效果的征程中，霧化仿真扮演著極為重要的角色，通過剖析霧化過程中的每一個細節，為工業創新與升級提供了強大的技術支撐。

一、為什么霧化仿真如此重要？

1. 優化設計，降本增效

在傳統的霧化設備研發過程中，工程師們往往需要經過大量的物理實驗來測試和改進設計，這個過程不僅耗時費力，而且成本高昂。而霧化仿真借助CFD技術，能夠在虛擬環境中對各種設計方案進行模擬分析，提前預測霧化效果。通過改變噴嘴形狀、尺寸、噴射壓力等參數，快速得到不同方案下的液滴粒徑分布、速度場、濃度場等詳細信息，從而篩選出最優設計方案，大大縮短研發周期，降低研發成本。

例如，在汽車發動機燃油噴射系統的設計中，通過霧化仿真優化噴油嘴設計，可使燃油霧化更充分，燃燒效率提高，進而降低油耗和尾氣排放。

2. 深入理解霧化機理，突破技術瓶頸

霧化過程涉及到復雜的氣液兩相流、湍流、界面相互作用等物理現象，僅僅依靠實驗觀察很難全面深入地理解其內在機理。霧化仿真則為我們打開了一扇微觀世界的大門，通過數值模擬，能夠清晰地展示霧化過程中每一個瞬間的物理變化，幫助研究人員揭示霧化機理，發現潛在的技術問題和改進方向。

以航空發動機燃燒室中的燃油霧化為例，仿真可以精確分析高溫、高壓、高速氣流等極端條件下燃油的霧化特性，為提高燃燒效率、減少污染物排放提供理論依據，助力突破航空發動機關鍵技術瓶頸。

3. 保障產品質量與性能一致性

在大規模工業生產中，確保每一個產品的霧化效果一致是保證產品質量的關鍵。霧化仿真可以對生產過程中的各種因素進行敏感性分析，找出影響霧化效果的關鍵參數，并制定嚴格的控制范圍。通過在生產過程中對這些參數進行精準監控和調整，能夠有效保證產品質量的穩定性和一致性。

如在制藥行業，吸入式藥物的霧化效果直接關系到治療效果和患者的健康安全，利用霧化仿真優化藥物霧化器設計，可確保每一個產品都能將藥物均勻、精準地輸送到患者呼吸道，提高治療效果。

二、積鼎科技CFD在霧化方向的卓越應用方案

積鼎科技作為國內CFD領域的領軍企業，憑借其深厚的技術積累和豐富的行業經驗，推出了一系列針對霧化方向的專業應用方案，為眾多行業客戶解決了實際工程難題，贏得了廣泛贊譽。

SprayPro：專業霧化模擬模塊，精準捕捉霧化細節

積鼎科技自主研發的SprayPro是一款專注于霧化過程與液滴屬性研究的專業模擬模塊 ，能夠模擬直噴式、旋流式等多種噴嘴的初次與二次霧化過程。模塊內置的高精度算法與后處理程序，確保用戶獲取到接近真實的霧化數據。

液面狀態 中軸面上的流動狀態（速度）? 中軸面上的流動狀態（渦量）

在技術實現上，SprayPro采用Level Set距離函數法來追蹤氣液相界面，相比傳統VOF法，氣液相界面更尖銳，有利于精準捕捉霧化液滴；兼容空化模型，可用于高精度分析噴嘴處由于高速流動引起的空化現象對霧化結果的影響；提供歐拉框架下三維高保真霧化仿真分析，以及對二次破碎后微小液滴的拉格朗日顆粒描述，便于后續的燃燒仿真計算 。同時，超大渦(V-LES) 湍流模型既保證了求解霧化過程中湍流的精度，又兼顧了高效的計算效率。采用LISA霧化模型，可以有效捕捉離心噴霧過程，在保證工程應用精度條件下，極大縮短了計算時間；采用WAVE霧化模型，可以針對高We數條件下的噴霧場景進行高效的仿真 。

成功案例：攜手濰柴動力，共鑄噴嘴霧化仿真新高度

積鼎科技與濰柴動力的合作堪稱行業典范。在重卡尾氣后處理系統的噴嘴霧化模擬項目中，雙方團隊緊密合作，基于積鼎科技自主研發的CFD軟件VirtualFlow，成功開發了工程霧化模型及其內流場仿真銜接模塊，實現了噴嘴霧化仿真全流程的打通，打破了傳統模型之間的壁壘。

主流商軟中的VOF to DPM模型計算量巨大，并且破碎機理很難把控，模型精確度調試十分困難，實際應用性不強。而積鼎科技開發的模型在預測精度和計算效率上均有顯著提升，能夠精準模擬出離心噴嘴在出口處空心錐角的形成動態行為，從而提高仿真結果的穩定性和可靠性。該技術在處理復雜界面變化時具有顯著優勢，并且充分利用CPU和GPU的并行處理能力，實現計算性能的顯著提升，極大地縮短了仿真周期。此次合作成果贏得了行業專家的一致認可，成功榮獲2024年度數字仿真科技獎卓越應用獎，為推動重卡尾氣處理技術的發展做出了重要貢獻。

無論是在能源動力、工業制造，還是在醫療、農業等領域，積鼎科技的CFD霧化應用方案都展現出了強大的技術實力和應用價值，歡迎與我們咨詢聯系www.simpop.cn

審核編輯 黃宇