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
、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。
，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：
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：
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：
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。
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 |