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粒子冲蚀建模
冲蚀是由于实体粒子在曲面上重复撞击而导致材料损失的一种现象。冲蚀会损坏管道、阀门和其他流道。因此，研究冲蚀率并确定流道中易受冲蚀的区域十分重要。
基于 CFA 的冲蚀建模包括以下步骤：
1. 通过求解纳维-斯托克斯方程可获得流场数据 (如速度)。
2. 在流场中释放粒子，并单独跟踪粒子以获得诸如撞击速度和撞击角度等数据。
3. 将粒子的撞击信息用于冲蚀方程，可计算由撞击粒子导致的冲蚀比/冲蚀率或表面质量损失。
冲蚀方程可供研究各种参数对冲蚀的影响，例如：
参考资料：Mazdak Parsi et al. "A comprehensive review of solid particle erosion modeling for oil and gas wells and pipelines applications" (2014)
• 粒子特征，如大小、形状、密度、硬度等
• 粒子撞击信息，如粒子撞击速度 、撞击角度 、粒子间相互作用等
• 目标壁属性，如材料密度、硬度等
冲蚀方程可用于计算冲蚀率 ，其定义为 (实体粒子撞击所致的) 壁材料损失量除以撞击实体粒子的质量。
Creo Flow Analysis 将使用以下各部分详述的冲蚀模型：
参考资料：Mazdak Parsi etc. "CFD simulation of sand particle erosion in gas-dominant multiphase flow" (2015)
Finne 模型
Finne 模型的冲蚀方程如下所示：
其中，
壁材料密度 (kg/m3)
粒子撞击速度 (m/s)
速度指数 (对于大多数工业应用，等于 2)
维氏硬度 (Pa)
撞击角度 (度)
* 
此模型会低估粒子撞击角度大于 时引起的材料损失程度，并预测法向撞击不会造成冲蚀。
Zhang 模型
Zhang 模型的冲蚀方程如下所示：
其中，
冲蚀比
壁材料的 Brinell 硬度 (Pa)
粒子形状因子
粒子撞击速度 (m/s)
速度指数 (等于 2.41)
撞击角度函数
对于不同类型的砂粒，粒子形状因子 具有以下值：
值
砂粒类型
1.0
尖角或棱角
0.53
半圆角
0.2
全圆角
撞击角度函数如下所示：
下表列出了 的值：
5.40
-10.11
10.93
-6.33
1.42
Oka 模型
Oka 等人得出的冲蚀方程如下所示：
方程 2.406
方程 2.407
方程 2.408
方程 2.409
方程 2.410
其中，
体积冲蚀率 (mm3/kg)
法向撞击角度下的冲蚀损坏 (mm3/kg)
参考撞击速度 (m/s)
粒子直径 (m)
参考粒子直径 (m)
Vicker 硬度 (GPa)
下表中显示了方程 2.406、方程 2.407、方程 2.408、方程 2.409 和方程 2.410 中使用的不同系数值：
60
-0.12
0.19
0.71
2.4
0.14
-0.94
DNV 模型
DNV 模型的冲蚀方程如下所示：
其中，
(速度指数)
下表列出了 的值：
9.370
-42.295
110.864
-175.804
170.137
-98.398
31.211
-4.170
Mansouri 模型
Mansouri 模型的冲蚀方程如下所示：
方程 2.413
方程 2.414
其中，
冲蚀比
壁材料的 Brinell 硬度 (Pa)
粒子形状因子
粒子撞击速度 (m/s)
速度指数
撞击角度函数
Vicker 硬度 (Pa)
撞击角度 (度)
下表包含 Mansouri (2015) 冲蚀方程的方程 2.413 和方程 2.414 中所使用的不同参数值。
0.6947
2.41
0.2
0.85
0.65
4.49e-07
Grant-Tabakoff 模型
Grant-Tabakoff 模型的冲蚀方程如下所示：
方程 2.415
其中，
方程 2.416
其中，
冲蚀比
粒子撞击速度 (m/s)
撞击角度 (度)
最大冲蚀角度 (度)
方程 2.415 中的冲蚀率 定义为撞击粒子的每个质量单位 (g) 的材料量 (以 mg 为单位)。速度单位为 ft/s。
为最大冲蚀角度。例如，对于铝合金而言，。
Grant-Tabakoff 模型的不同系数值如下表所示：
3.67e-06
0.585
6e-12
0.0016