关于离心泵流体域的若干问题

释放双眼,带上耳机,听听看~!

流体域抽取问题素来是新手的一道门槛,对于离心泵来说,流体域分为静止域和旋转域,同时抽取的话面临流体域分割的问题,另外流体域正确处理对后续计算也有很多帮助,避免给自己埋雷的结果。

之前有总结相关的知识,可以点击下方文档链接查看:

关于离心泵流体域处理的问题总结

问题1:旋转中心

按照我们的建模习惯,如果把旋转中心建立在坐标轴上,那么在后续流体域抽取、Fluent求解计算设置中就不需要考虑坐标位置的问题,指定旋转轴就可以了,另外将旋转中心放置在坐标轴上更有利于截面的创建和查看!

个人非常建议在SCDM(SpaceClaim)中处理,这是一款非常强大且简单的前处理软件,不论你模型是用什么软件画的,都可以用此软件来做前处理。

1方法1:移动模型至坐标轴

遇到这种情况,我们先来看一下如何移动几何到坐标系上去,如下所示,选择要移动的组件(这里我们同时选择叶轮和蜗壳),然后点击“设计”菜单下的“移动”按钮,出现如下窗口

把视图正视以后来看一下,你会发现这个整体的重心并不在叶轮中心线上。这样我们就需要先创建一个参考轴线,作为定位。

如何创建参考轴线呢?在只显示叶轮的情况下,选中叶轮内的圆柱面,然后点击菜单栏下的“轴”按钮,创建如下所示的轴线

接下来选中叶轮、蜗壳以及我们刚创建的参考轴,再次点击“移动”按钮,按照下图顺序来操作,如果图片看的不清楚,可以查看下方的动画:

最终完成的效果如下所示,通过将模型移动到坐标轴上,可以轻易得到旋转中心坐标为(0、0、0)

方法2:直接获取旋转中心坐标

并不是所有人都愿意动模型,所以你也可以不移动模型至坐标系,直接查看旋转中心坐标也行,这个简单,但是你要在求解的时候手动输入坐标,不嫌麻烦吗?哈哈,方法要会但是可以不用!

旋转中心指的是叶轮的中心坐标,常规情况下叶轮都是轴对称模型,所以重心一定是在轴线上的,所以只要得到叶轮的重心就得到了叶轮的旋转中心坐标。

在SCDM(SpaceClaim)中查看形心坐标是非常简单的,选择叶轮后,点击“测量”菜单下的“质量属性”按钮,点击即可显示,如下所示:

在表格中计算出了形心三坐标、体积、剖面面积、力矩等重要参数,非常的银杏!

将上面的形心坐标输入Fluent叶轮计算域的定义中就可以了,注意叶片等壁面也是需要设定的!

问题2:从蜗壳水体中分离叶轮域

方法有很多,这里就选择最容易上手的方法来看,关于更复杂的模型流体域抽取,可以查看下方的文档:

多级离心泵流体域抽取方法1

方法1:直接抽取

这种方法就是把叶轮和蜗壳放在一起抽流道,这在SCDM中也很简单,点击“准备”菜单下的“体积抽取”按钮,这里有2种方法可选,选择封闭面或者封闭线,这里我们选择后者,选中蜗壳进口和出口的边线,点击√完成抽取

得到如下结果

现在来查看XZ平面的情况,我们先点击一下Y轴的箭头,然后点击“设计”菜单下的“剖面模式”,快速查看截面

好,到这里我们完整的流体域就有了,现在需要对流体域做一个分割,把叶轮域独立出来,通过观察模型,不难发现这个叶轮存在背叶片,所以对流体域的划分以及interface面的创建就要参考之前的文章了,可以看下下面的文章:

关于离心泵流体域处理的问题总结


就在此截面上进行草绘,画出分隔线,旋转为平面,然后切割实体,大致的步骤就是如此。

  • 草绘

点击“草图”菜单,绘制轮廓,草绘完成后先取消勾选左侧的体积,然后点击“结束草绘编辑”按钮!

结束草绘后会得到一个平面,我们可以将其旋转为一个实体

  • 分割蜗壳水体

在XZ截面下显示如下所示:

我们现在需要利用绿色参考体的面分割实体,点击“设计”菜单下的“分割主体”按钮

依次完成分割动作,最终模型被分割的七零八落

  • 合并

这个时候我们就可以把属于叶轮的块和属于蜗壳的块分别组装起来了,用到的命令是“设计”菜单下的“组合”按钮




从上图中我们可以将interface分为5组,就不细讲了!

拓展链接

具体关于Ansys mesh网格划分的教程可以在本站搜索关键词“网格划分”或点击下方链接

点击直达

关于Fluent求解的参考教程,可以查看下方案例或者专题

离心泵模拟专题4:Fluent空化模拟


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6 条回复 A文章作者 M管理员
  1. Asce

    多级泵就要输入每个的旋转中心嘛

    • 泵小丫

      都在一条轴线上,确定一个点就可以了,多级泵来说每级转子旋转中心点肯定有2个坐标是相同的

  2. Asce

    这个中心在轴线上,怎么YZ坐标不为0

    • 泵小丫

      精度的问题

  3. Asce

    还有导进不同版本的YZ坐标也有差别,都是0.00几,感觉是有小的误差

  4. 夜涩

    👍👍

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