• 介质特性维度：包括空气湿度（0 - 90% RH）、CO₂含量（300 - 1000 ppm）、杂质颗粒浓度（0 - 5 mg/m³）等，需参考实际气源的地域差异（如沿海高湿度 vs 内陆干燥环境）。

• 动态边界维度：设计流量波动曲线（如 ±15% 额定流量的阶跃 / 斜坡变化）、入口温度日周期波动（-10℃ - 40℃）、系统压力瞬变（如 30 秒内压降 10% 的故障工况）。

• 结构交互维度：针对可调节部件（如可变翅片间距的板翅式换热器），设定调节参数的取值范围（如翅片间距从 1.2mm 至 2.0mm 的 5 个梯度）。

• 宏观尺度：针对整体设备（如 10 米长的板翅式换热器芯体），建立连续介质模型，忽略微米级以下的表面粗糙度影响。

• 介观尺度：对关键传热区域（如翅片与流体接触界面），引入格子玻尔兹曼模型，模拟介观尺度的动量与能量传递。

• 微观尺度：对于特殊材质（如多孔金属泡沫换热器），需建立分子动力学模型，分析材料微观结构对传热的影响。

• 特征保留原则：板翅式换热器需精确还原翅片切口、导流片弧度等细节（误差≤0.05mm），管式换热器需包含管板开孔公差（±0.1mm）。

• 拓扑优化预处理：对非关键区域（如设备外壳）采用简化建模，但需保证流道截面积误差≤2%。

• 多体装配关系：模拟可拆卸式换热器时，需定义法兰连接间隙（0.1 - 0.3mm）对漏热的影响。

• 连续性方程：考虑变密度流体（理想气体状态方程 ρ=P/(RT)），适用于高压空分（10 - 30 bar）的可压缩流动。

• 动量方程：引入 SST k-ω 湍流模型（兼顾壁面处理与远场精度），对于低雷诺数（Re<2000）区域切换为层流模型。

• 能量方程：包含压力功项与粘性耗散项，在低温段（<-150℃）需修正气体比热容随温度的非线性变化。

• 采用焓 - porosity 模型追踪气液界面，设定相变潜热（如氧气液化潜热 213kJ/kg）。

• 考虑非平衡相变效应，引入过热度 / 过冷度修正系数（通常取 0.8 - 1.2）。

• 正交性≥0.85，扭曲率≤0.2，边界层网格增长率≤1.2。

• 关键区域加密：翅片前缘网格尺寸≤0.5mm，近壁面 y⁺值控制在 30 - 100（湍流模型适用范围）。

• 入口流量采用 UDF（用户自定义函数）加载实测波动曲线，如正弦函数 Q (t)=Q₀[1 + 0.1sin (2πt/3600)]。

• 壁面热流密度考虑环境辐射，采用 Stefan-Boltzmann 定律：q_rad=εσ(T_wall⁴ - T_amb⁴)。

• 压力 - 速度耦合采用 SIMPLEC 算法，密度项采用 QUICK 格式离散。

• 收敛判据：能量方程残差≤1e-6，动量方程残差≤1e-5，同时监测进出口流量守恒误差≤0.5%。

• 空间分布：生成温度场云图（识别热点区域，温差≥5℃需重点分析）、速度矢量图（检测回流区面积占比）。

• 动态特性：绘制关键截面温度随时间变化曲线，计算响应滞后时间（≤5 秒为优秀）。

• 实验对比：在中试装置上测量不同负荷下的传热系数（偏差需≤5%）、压力降（偏差≤8%）。

• 工业数据校验：与现场运行的 12 个月历史数据对比，累计能耗计算误差≤3%。

• 结构参数：翅片高度（3 - 8mm）、翅片厚度（0.1 - 0.3mm）。

• 运行参数：入口流速（5 - 15m/s）、冷热流比例（1:1 至 1:3）。

通过这套系统化的步骤，空分换热器模拟仿真能够从理论设计精准落地到工业应用，实现从 “经验试错” 到 “数字孪生” 的跨越式发展，为空分设备的高效、节能运行提供坚实的技术支撑。