数值模拟计算的整个过程Word文件下载.docx
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网格划分主要有以下几部分：
2.1.几何检查及修复通过检查几何命令检查几何并将错误的部分根据实际情况修复（以轴流泵出水流道为例，见图2.1）
图2.1（a）轴流泵出水流道几何检查
图2.1（b）修复后的轴流泵出水流道几何
2.2设置part
2.4.设置网格大小，生成网格
2.4.1六面体网格的生成。
分块六面体网格生成主要是分块的思想，一般不外乎0型，C型，H型，J型。
就叶轮
以及导叶，对包角较大的叶片采用J型，包角小的则采用H型网格，往往为提高质量可以在叶片表面附着一层0型网格；
对于离心泵的窝壳采用C型网格，其割舌部分用C型网格；
对于轴流泵进出口流道的拓朴结构可以根据具体几何形状划分块，可参照附图（图2.4）。
叶片J网格拓扑和生成网格
导叶H型网格拓扑和生成网格
出水流道网格块结构和生成网格
图2.4网格拓扑和生成网格
2.4.2近壁网格处理
近壁面的网格需要加密，以满足y+的要求。
对于k-;
模型，y+值一般要求在100这个量级，Y+的具体要求如下:
Turbulence
Models
High-Re
Standardk^.
Extended-FunctionZ
（Millaectpl.valuet）
Low-ReSaldwin-loiriax.Launder-Sharmak-：
Yang-Shihfr-r,Chienk-cExtended'
.Tail-functionA--Spahrt-Aklmargs
Non-Linear2（aiutadforreMarch,n«
如ign呵色anslyvs）
Hfgh-Re
LaW'
Re
20-50
1*10
20^50
1-W
对于k-•模型，y+值一般要求在1这个量级，一般为4〜5。
因此需要控制第一层网格的大小及近壁网格的数量。
第一层网格大小的估算公式如下
此外须在近壁区厚度的范围内添加足够的网格数，要求如下:
科_10forWallhujction
p”i&
juolIcI
其、：
的估算公式为
£
-
设置方法以下图为参考，首先确定通过上面的估算公式计算:
.及ywall，进行对块上网格的
设置，并生成非结构网格，此时第一层网格的大小为、,然后根据公式：
=:
-Nnorma"
ywall，计
-A£
I^Enviran*ent11.（1二
图241近壁面网格切分
2.5网格检查及修复
对于六面体网格，在未生成非结构化网格之前在blocking选项卡中进行网格质量的
检查及光顺，对于生成非结构化网格之后的网格及四面体网格在editmesh选项卡中进行网
格质量检查。
四面体网格可以通过网格光顺工具来提高网格质量，但不易调整。
六面体网格需要通过调整块节点的位置来提高网格质量；
块节点的调整需根据几何形状具体调整。
也可以通过
editmesh中的选项卡中的工具进行网格修复。
一般而言按照quality方式进行网格质量检查时推荐quality大于0.3。
存在的问题：
1）综合网格质量quality是如何定义的，其值大于0.3的依据尚不明确
2）网格质量判定除了quality之外还有哪些重要的影响因素
图2.5网格质量检查及光顺
2.6.导出网格
首先要将网格转化成非结构网格（仅指六面体），再在output选项卡中选择求解器,
再输出网格。
FidrH
QdvJ6S催¥
蜃OP?
曰若
却墻广输冷呦
图2.6网格输出
3.CFX的计算
3.1建立一个simulation
打开CFX进入CFX-pre，在file菜单中建立一个newsimulation，选择generalmodel
进入CFX-pre的界面。
3.1.1导入网格
进入mesh选项卡，选择importmesh或从file菜单中选择importmesh,进入网格导入界面。
在网格导入界面中，选择definition选项卡，在meshformat中的下拉菜单中选
择ICEMCFD在file中，选取所要引入的网格，并在meshunits中正确选择单位（见图
3.1.1）。
一般轴流泵分进水流道，叶轮，导叶以及出水流道四个部分的网格；
离心泵分为叶
轮，窝壳以及入口扩充断的三个部分的网格。
I5^曲SvkKf!
Hefc-
■•J甘％芳・"
・肾斗左鱼口區柳色㈢刊曰船口昼巳审勺
图3.1.1网格导入
由于各部分网格在几何造型时，位置安排不一定统一，以及导叶或者叶轮部分网格可通过Turbogrid或者ICEMCF冲生成一个流道的网格，所以网格在导入后需要调整位置，复制
叶轮网格等操作。
对需要调整的部分在mesh选项卡中用鼠标右键单击该部分网格选择
Transform，此时需要调整的网格部分变为绿色，并在窗口左下方definition选项卡中选择
Transformation的类型，对于需要移动的部分选择translation选项，可以通过调整移动
坐标来移动该部分；
对于需要旋转的部分选择rotation选项，通过对旋转轴及旋转角度设
定可以旋转网格。
对于单一流道的叶片网格在旋转的同时需要重复拷贝该部分网格，需选择
Multiplecopy选项，拷贝n-1个，n为叶片或者导叶的数量，并选择GlueMatchingAssumbles，这样可以将拷贝后的各部分网格合并为一个整体，这个必须保证相应边上网格完全一致，否则会产生多余的面。
（见图3.1.2）
图3.1.2网格调整
3.1.2计算定义
在tool菜单中选择Turbomode进入叶轮机计算模式，在basic设置中选择旋转轴及
坐标系。
进入componentdefinition，建立一个新的component,在弹出的newcomponent菜
单中，根据实际情况选择是静止或旋转的类型，其中叶轮为旋转部分，需定义转速，转速方
向定义根据右手法则，其余部分为静止部分。
在meshvolume框体中的下拉菜单里选择相应
的网格部分。
如果在网格面定义时命名规范则在turbomodel中regioninformation会自
动适配相应的区域，并对该区域的边界条件进行定义。
进入physicaldefinition框体，选择计算类型（定常、非定常，非定常需定义参数）、
湍流模式及进出口边界条件，对于非定场计算需设置timestep及totaltime，timestep
根据CFL数预先估计。
一般选择massflowinletp-staticoutlet给定入口流量及出口静
压值。
CFK-Pxtr?
ulilkP.H
■■口
00•
叵*X■■A
SiCFEPre:
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t4temmcdee>
PhjJGtf|閏苗|Rkj™IEtpf■饰■:
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2
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DNIfT6创
INTERFACEZ
|FfawnR如
叱珅：
片2
图3.1.3计算定义
进入interfacedefinitionfrozenrotor，静止部件之间是
进入boundarydefinition
疋义interface，其中转动部分和静止部分之间的类型是
none。
，定义边界条件，一般系统会自动的根据前面的设置自动定
义边界条件，也可根据需要自行定义。
以上部分参见图3.1.3。
进入generalmode，根据需要设置迭代次数及残差。
残差推荐是1e-4。
可以在Solve
control中可以选择时间步（timesealcontrol禾口physicaltimeseal，其中physical
timeseal为转速分之一）。
见图3.1.4。
保存设置。
图3.1.4solvercontrol定义
3.2进入计算
按钮，弹出writesolverfile对话框，见图3.1.5，
3.1.6），选择startrun进入计算。
图3.1.5writesolverfile
对话框
图3.1.6CFX-solver界面
CFX设置中存在问题的部分:
有时需设置
1）在定义interface时，对于动静之间的interface其transformationtype
为none才可以计算，否则会提示出错。
2）入口湍流强度该如何定义。
3）出口边界为opening和outlet对计算结果的影响。
附件一：
CFX中设置的具体操作如下:
creatadomain
a.创建区域
locationjsdomaintypefluiddomaingeneraiptions彳
fluidlis—waterdomaiflw]!
domainmotionoptionstationary
:
heattrancefemooeioptioRnonefluidmoceU
turbulencmodeloption》k-...
locationimpellerdomaintypefluiddomaingenerahptions
fluidlist>
waterdomains*
domainmotionoptionrotationary注意转速方向
[heattrancefemoceioptioRnonefluidmodeK
[turbulencmocfeloptio^k—s.locationguidedomaintypefluiddomaingenerahptions•:
fluidlistrwaterdomai^T*,,,,,
Iheattrancefemoceioption》nonefluidmocbl
locationcs
domaintypefluiddomaingenerabptions
fluidlist—；
waterdomain>
.domainmotionoptionstationaryfheattrancefemoceioptioknonefluidmodeH
turbulencmodeloption»
k-...
b.设置边界条件
「boundarytypeTinletbasicsettings
location
_II质量流量
massandmomentuml亠、、boundarydetail速度入口
“,namerwall
creatboundary
domaintdomain1
r才
..boundarytypetwall
basicsettings』
boundarydetail严slip
smoothwall
creatboundary«
nameroutlet、
domainrdomaini[
C.建立交界面
.boundarytype—outlet（opening）
basicsettings
i质量流量
massandmomentum仁丄—亠boundarydetail<
相对压力
interfacetype—；
fluidfluid
domain—；
domainiinterfacesidel
creatinterfaceTname（interfacel）
regionlist—；
interfacelldomainTdomain2interfaceside2
regionlistrinterface12
interfacemodelsoption—generalconnectbn
framechange/mixingoption「frozenrotor
interfacetypetfluidfluid
[domaintdomain2
interfaceside1<
regionlisttinterface21
creatinterfacername（interface2）domain>
domain3
interfaceside2<
jegionlisttinterface22interfacemodelsoptiontgeneralconnectionframechange/mixingoptiontfrozenrotor
domaintdomain3interfaceside1〈
jegionlisttinterface31creatinterfacername（interface3）_匚domain=domain4
interfaceside2<
jegionlisttinterface32interfacemodelsoptiontgeneralconnectionframechange/mixingoptiontnone
d.设置时间步、收敛精度及迭代次数
advectionschemeoption（highresolution,upwind..）
maxinterations（）
solvecontrol—；
Iftimescalecontrol
fluidtimescalecontrol
♦physicaltimescalet转速分之一fresidualtype（RMSMx）convegencecriteria\—、宀宀
residualtarget（收敛精度）
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