Fluent中如何正确设置移动监测点

释放双眼,带上耳机,听听看~!

还是以旋转机械为例,泵的主要水力部件包括叶轮和蜗壳,我们可能需要监测泵体上某一点处的压力,或者监测叶轮内某些位置的压力脉动等特性,通常需要在求解前完成监测点的设置。监测点和记录面通常设置在流道中具有代表性的位置,如果我们想得到泵的扬程和功率随叶轮旋转的变化规律,就还需要在泵的进口处设置监测面,这个相对简单。采用的模型网格如下:

一、压水室监测点

此文档以Fluent2021R1为例(低版本按钮可能按钮的位置与此文档不同,注意区别)

因为压水室是静止部件,所以这个监测点的创建相对简单,点的位置通常沿着蜗壳水力外缘不同断面来取(从0-8断面),如下图所示:

在Fluent中怎么操作呢?

点击Result下的Surface按钮下拉Creat中的Point按钮

会弹出点创建的窗口,可以直接在数据栏内直接输入点的坐标,也可以在右侧的图形窗口中点击鼠标右键来点选坐标,每点一下数据栏中点的坐标都会发生变化,直接点固然方便但是并不精确,所以像这种确定的点我们可以直接在三维软件中得到点的坐标,在此输入即可!输入完成后点击Creat按钮完成点的创建。

  • 三维软件中确定点的坐标

我习惯用SCDM,所以就用SCDM来读取这些监测点的具体坐标。

利用SCDM打开装配体的三维模型,注意必须要和你网格划分用的模型一致,这样可以保证空间坐标一一对应!然后以中心平面切一半蜗壳显示,如下图所示,然后在此截面上草绘断面中心线,也即0°、45°、90°。。。。等一系列的角度线,和二维图对应

然后结束草绘,就能得到截面图了,相交的点也有了

接着在SCDM中依次点击测量、测量,在左下角勾选“显示XYZ矢量”,在右侧图形界面选择咱们要监测的点,就能在下方箭头处显示点的三维坐标了,这是最精准的做法!

此时这个点的坐标为:731.47、166.54、-97.18,输入Fluent中就可以了

这里还有个致命的问题需要关注,SCDM中默认点的坐标为mm显示,而Fluent中单位是m,所以输入坐标是应该考虑单位转换的问题!)

二、叶片表面点监测

与蜗壳不同的是叶轮是旋转的,所以这个点属于动态点!对于双吸叶轮来讲通常监测3个位置:叶片进口、轮毂末端、叶片出口;对于单吸叶轮,除了叶片进口和出口外,随意添加。

监测这样的点一般需要如下步骤:

  • 标记网格单元
  • 分离网格单元
  • 设置监测点数据输出

下面就从这3个方面来讲!

1、标记网格

点击Domain下的Adapt按钮,下拉点击Refine/Coarsen按钮

在弹出的窗口中点击Cell Registers按钮,下拉NEW点击Region按钮,会弹出Region Registers对话窗口

先来看左边的选项,InsideOutside指你要创建的点应该是在外侧还是内侧,这个通常默认Inside,下面的Shapes指的是标记区域的形状,可以是(Hex)六面体(Sphere)椭圆或者(Cylinser)圆柱体,这个不难理解。这里我们选择Cylinder方式,右侧Input Coordinates框内指的是需要确定的X、Y、Z三个方向上的最大值和最小值,还有圆柱体的半径Radius,(这里如果咱们选择Sphere方式的话也很简单,确定一个中心点的坐标再给定一个半径就可以了,同时也可以点选)这里可以手动输入也可以点击Select Points with Mouse按钮依靠鼠标来点选区域,在需要分离的面网格附近点击3次鼠标右键,注意看下面的提示操作

最终标记得到这样一个网格

详细的操作步骤可以查看下方动图:

2、分离网格单元

前一步已经标记好网格单元了,可以在manage界面查看网格数据:

接下来分离这个网格。找到Domain下的Zones下的Separate  Face按钮

在弹出的窗口中选择方式为Mark标记,中间Registers选择上一步标记的区域,在右侧的Zones中选择WALL_Blade(也就是你标记的网格所在的边界,因为是监测叶片上的点,所以从叶片上分离)!点击Separate按钮完成分离。

分离完成后会有如下提示,并在wall中多了一个id名为blade:006

3、监测点数据输出

最重要的部分就是通过这个点获取数据了,依次找到Solution、Monitors、Report plots,双击Report plots打开窗口,点击NEW新建监测


Get Data Every中的数字代表每隔多少计算歩或者迭代次数后记录输出一次数据;点击右侧的NEW选项来创建你需要监测的参量;X-lable和Y-lable指的是X、Y轴分别代表什么,因为获得的数据是要绘制图表的!

4、压力脉动特性演示

在上述教程最后一步中设置监测参数为Static Pressure,积分方式为Facet average


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