Simpleware 應用案例 Simpleware 材料與製造應用 基於斷層掃描影像進行孔徑對顆粒催化劑流動的影響研究 2023-11-21 艾索科技 Marketing 概述 二氧化矽氧化鋁顆粒催化劑中孔隙結構對大長度尺度(約 104 m)流體流動的影響對於理解其性能具有重要意義。 在這個專案中,使用多尺度斷層掃描(MT)方法來獲取從奈米到毫米尺度的催化劑顆粒影像。所使用的樣品在不同溫度下燒結/煅燒。然後對影像進行分析並分割成二值化數據集,然後在 Simpleware 軟體中對每個長度尺度的奈米/微米結構進行網格劃分。 在 ANSYS Fluent 中針對不同孔徑對流動的影響進行滲透率計算,對催化劑的傳輸特性產生新的見解。 亮點 從 XMT、DBFIB/FIBSEM 和 ET 獲取不同長度尺度的 3D 數據將數據分割成二值化數據集使用 Simpleware FE 生成每個長度尺度的複雜奈米/微米結構的 CFD 網格在 ANSYS Fluent 中計算滲透率透過模擬與實驗測試來確定孔隙率對流動的影響 影像擷取將兩種顆粒狀催化劑擠出形成三葉顆粒,在不同溫度下煅燒以產生兩個用於掃描的樣品,使用同步加速器 X 射線顯微斷層掃描(XMT)、雙束聚焦離子斷層掃描(DBFIB)和電子斷層掃描(ET)來獲得不同長度尺度的 3D 影像。3D 斷層掃描重建後,將資料處理以減少雜訊並分割散裝材料和空隙,從而產生二值化資料集, 還對顆粒樣品進行了實驗測量以確定滲透性。 圖:不同斷層掃描技術及其典型體素長度尺度的表示 影像處理與網格劃分為了對催化劑顆粒的滲透率進行建模,使用 MATLAB 鏡像斷層掃描體積,然後使用 Simpleware ScanIP 和 Simpleware FE 將每個長度尺度的奈米/微米結構轉換為體積網格,使用洪水填充選擇感興趣的區域,流體邊界界面的網格劃分比整體更精細,並在網格的上游和下游方向添加緩衝區,該緩衝區導出到 ANSYS Fluent,準備進行滲透率 CFD 分析,將更精細長度尺度的模擬結果輸入到下一個長度尺度的結構中,直到模擬考慮了催化劑中的所有相關尺度。 圖:S2 催化劑顆粒微觀結構的 Simpleware FE 中的多部分網格(紅色孔) 模擬結果 分析表明,與在較高溫度下燒結的催化劑相比,在較低溫度下燒結的催化劑顆粒如何產生更大的開孔結構,並且具有更好的互連性。更開放的孔結構的存在使得活性位點之間具有更好的滲透性和流動性,從而提高催化劑性能。 因此,透過 MT 獲得的不同長度尺度的流體流過孔隙結構的研究為未來客製化催化劑性能奠定了基礎,並在改善其他能源材料方面具有更廣泛的應用。 圖:跨長度尺度的孔隙率範例:將體積 A 的滲透率 (K) 縮放到體積 B 的體積中 參考資料 Simpleware Case Study: Effect of Pore Size on Pellet-based Catalyst Flow 了解更多 Simpleware 3D 影像處理和模型生成軟體 – 艾索科技Ansys CFD 流體模擬分析軟體 – 艾索科技 其他軟體應用 Continue Reading Previous 基於 CT 影像進行航空航太零件的積層製造驗證和品質控制Next 基於 CT 影像進行汽車零部件的逆向工程 More Stories Simpleware 應用案例 Simpleware 材料與製造應用 使用 CT 數據對 3D 列印零件進行無損檢測 2024-01-15 艾索科技 Marketing Simpleware 應用案例 Simpleware 臨床與醫學工程應用 基於 CT 影像進行全髖關節置換術植入物定位與有限元模擬 2024-01-05 艾索科技 Marketing Simpleware 應用案例 Simpleware 臨床與醫學工程應用 基於 CT 影像進行患者特異性顱縫早閉矯正的計算模型 2023-12-28 艾索科技 Marketing