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MRF 法模拟二维离心泵的流场教程及视频

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一、什么是MRF

MRF模型是一种定常计算模型,模型中假定网格单元做匀速运动,这种方法适用于网格医域边界上各点的相 对运动基本相同的问题。大多数时均流动都可以用MRF模型进行计算,特别是运动网格区域与静止网格医域 间的相互作用比较微弱时可以使用MRF模型进行计算,例如搅拌器内流杨计算、泵和风机内流杨计算等等。 MRF模型的另一个用途是用来为滑动网格模型计算提供初始流杨,即先用MRF模型粗略算出初始流场,再用滑动网格模型完成整个计算。

二、离心泵怎么设置MRF

下面以某教材上的案例来学习:

【问题描述】

已知叶轮有 5 个叶片,叶轮的旋转速度为 1200r/min,入口、出口半径分别为 70mm 和 110mm,水流主要从垂直于内圆的方向以 2m/s 的速度进入叶轮,经过蜗壳的作用,从出口边出去。

【MRF设定】

  • 设定计算域

(1)定义动流体区域 单击菜单栏中的“Define” → “Cell Zone Conditions”命令,弹出 “Cell Zone Conditions”面板。对于 MRF 法,需要定义一个动区域和一个静区域。在“Zone”列表框中选择“moving”选项,对应的“Type”选项为“fluid”,单击“Edit”按钮,弹出“Fluid”对话框。在“Material Name”下拉列表框中选择“water-liquid”选项,单击“Motion”选项卡,在“Motion Type”下拉列表框中选择“Moving Reference Frame”选项,在“Speed”文本框中输入“1200”,其他选项保持系统默认设置,单击“OK”按钮。
(2)定义静流体区域 在“Zone”列表框中选择“static”选项,其对应的“Type”选项为“fluid”,单击“Edit”按钮,弹出“Fluid”对话框。在“Material Name”下拉列表框中选择“water-liquid”选项,其他选项保持系统默认设置,单击“OK”按钮。

  • 给定边界条件

(3)定义速度入口边界 单击菜单栏中的“Define”→“Boundary Conditions”命令,弹出“Boundary Conditions”面板。在“Zone”列表框中选择“in”选项,其对应的“Type”选项为“velocity-inlet”,单击“Edit”按钮,弹出“Velocity Inlet”对话框。单击“Momentum”选项卡,在“Velocity Specification Method”下拉列表框中选择“Magnitude,Normal to Boundary”选项,在“Reference Frame”下拉列表框中选择“Absolute”选项,在“Velocity Magnitude”文本框中输入 2,在“Specification Method”下拉列表框中选择“K and Epsilon”选项,在“Turbulent Kinetic Energy”和“Turbulent Dissipation Rate”文本框中输入 0.01,单击“OK”按钮,关闭
“Velocity Inlet”对话框。

(4)定义质量出口边界 在“Zone”列表框中选择“out”选项,其对应的“Type”选项为“outflow”,单击“Edit”按钮,弹出“Outflow”对话框。在“Flow Rate Weighting”文本框中输入“1”,单击“OK”按钮,关闭“Outflow”对话框。
(5) 定义叶轮旋转壁面 在“Zone”列表框中选择“impeller”选项,其对应的“Type”选项为“wall”,单击“Edit”按钮,弹出“Wall”对话框。单击“Momentum”选项卡,在“Wall Motion”选项组中点选“Moving Wall”单选项,在“Motion”选项组中点选“Relative to Adjacent Cell Zone”和“Rotational”单选项,在“Speed”文本框中保持默认值“0”,为叶轮壁面的相对速度,而绝对速度还是 1200r/min,在“Rotation-Axis Origin”选项组的文本框中保持(0,0),在“Shear Condition”选项组中点选“No Slip”单选项,单击“OK”按钮,完成转动壁面的设置。

三、MRF 法模拟二维离心泵的流场视频


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