数值模拟计算的整个过程Word文件下载.docx

1、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 part2.4.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

2、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:TurbulenceModelsHigh-ReStandard k.Extended -Function Z（Mill aectpl. valuet）Low-Re Saldwin-loiriax. Launder-Sharma k-： Yang-Shih fr-r, Chien k-c Extended .Tail-fun

3、ction A- Spahrt-AklmargsNon-Linear 2 （aiutadfor re March, n 如ign呵色 anslyvs）Hfgh-ReLaWRe20-501 * 1020 501 - W对于k- 模型，y+值一般要求在1这个量级，一般为 45。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 _ 10 for Wall hujctionp” 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

4、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 IEnviran*ent 11. （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 blocki ng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 edit mesh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edit mesh中的选项卡中的工具进行网格修复。一般而言按照quality

5、 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。FidrHQdvJ 6S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 new simulation ，选择 general model进

6、入CFX-pre的界面。3.1.1导入网格进入mesh选项卡，选择import mesh或从file 菜单中选择import mesh,进入网格导 入界面。在网格导入界面中，选择 definition 选项卡，在 mesh format中的下拉菜单中选择ICEM CFD在file 中，选取所要引入的网格，并在 mesh units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。I 5 曲 SvkKf! Hefc- J甘芳肾斗左鱼口區柳色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

7、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Tran sformation 的类型，对于需要移动的部分选择 tran slation 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 rotati on 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

8、该部分网格， 需选择Multiple copy 选项，拷贝 n-1个，n为叶片或者导叶的数量，并选择 Glue Matchi ng Assumbles，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Turbo mode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 component definition ，建立一个新的 component,在弹出的 new component 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

9、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 mesh volume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 turbo model中region in formation 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physical definition 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 time step 及total time ， time step根据CFL数预先估计。一般选择 mass flow inlet p-static outlet 给定入口流量及出口静压值

10、。CFK-Px tr? ulilkP.H 口0 0 叵* X ASi CFE Pre: st dTkie_5Efe E*t 倉姣如 &t4te mmc deePhjJGtf | 閏苗 | Rkj I Etpf饰:fcrii | NLitiSldG | Rfiiixhfirw Lfrw Mode口 vciJte mterFxeTnterfiCB DeftoiwnSffcl5k 2TywIMT 虬 INLET DNIfT 6 创INTERFACE Z|Ffawn R如叱珅：片2图3.1.3计算定义进入 in terface defi niti on frozen rotor ，静止部件之间是进入

11、boundary definition疋义in terface ，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general mode，根据需要设置迭代次数及残差。残差推荐是 1e-4。可以在 Solvecontrol 中可以选择时间步（ timeseal control 禾口 physical timeseal ，其中 physicaltimeseal为转速分之一）。见图3.1.4 。保存设置。图 3.1.4 solver control 定义3.2进入计算按钮，弹出wri

12、te solver file 对话框，见图3.1.5 ，3.1.6 ），选择start run 进入计算。图 3.1.5 write solver file对话框图 3.1.6 CFX-solver 界面CFX设置中存在问题的部分:有时需设置1） 在定义 in terface 时，对于动静之间的 in terface 其 tran sformation type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:creatadomaina.创建区域location js doma

13、intype fluiddomain generaiptions 彳fluidlis water domaiflw !doma inm oti on optionstati onary :heattrancefemooeioptioR none fluidmoceUturbulencmodeloptionk-.location impeller doma in type fluiddoma in generahptionsfluidlist water domains *doma inm otio noption rotati onary注意转速方向heattrancefemoceioptio

14、R none fluidmodeKturbulencmocfeloptio ks. location guide doma in type fluiddoma in generahptions :fluidlistr water domaiT * , , , , ,Iheattrancefemoceioptionnone fluidmocbllocation csdoma in type fluiddoma in generabptionsfluidlist； water domain .doma inm oti ono ption statio nary fheattrancefemocei

15、optiok none fluidmodeHturbulencmodeloption k-.b.设置边界条件boundarytypeT inlet basicsetti ngslocati on_ I I质量流量massand momentuml 亠、 boun darydetail 速度入口“ , namer wallcreatbo un darydomain t domain1r 才, . .boundarytype t wallbasic sett in gsboundary detail 严slipsmoothwallcreatboundary namer outlet 、domain

16、r domaini C.建立交界面, . boun darytype outlet（ope ning）basicsett ingsi质量流量massand momentum 仁丄亠 boundary detail 相对压力int erfacetype； fluid fluiddomain； domaini in terface sidelcreatinterfaceT name （interfacel）regionlist ； interfacell domainT domain2 int erface side2region list r interface12int erfacemod e

17、lsopti on generalconn ect bnframechange/ mixing option frozenrotorint erfacetype t fluid fluid domain t domain2int er faceside1 domain3int er faceside2 jegion list t interface22 int erfacemodelsoption t general connection framechange/mixing option t frozenrotordomain t domain3 int erface side1jegion

18、 list t interface31 creatinterfacer name （interface3） _ 匚 domain= domain4int erface side2 jegion list t interface32 int erface mod els option t general connecti on framechange / mixing option t noned.设置时间步、收敛精度及迭代次数advection schemeoption （high resolution ,up wind .）max int erations（）solvec on trol ；I f timescalec on trolfluid timescalecontrol physical timescale t 转速分之一 f residual type（ RMSMx） convegencecriteria 、宀宀residual t arg et（收敛精度）