### [单级双吸离心泵案例2](https://www.7b3.cn/article/1902)

**Published:** 2021-06-01T15:30:41

**Author:** 泵小丫

**Excerpt:** 接着昨天单级双吸离心泵案例继续往下做一下 完成了静力学分析和模态分析，可以在模态的基础上再计算临界转速。 首先…

接着昨天单级双吸离心泵案例继续往下做一下

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完成了静力学分析和模态分析，可以在模态的基础上再计算临界转速。

首先这是一种单向流固耦合，通过Fluent求解流场流动得到压力、速度等参数，然后将这些参数施加到固体域上诸如叶片、前后盖板等位置，以此来求解应力、应变、模态等！

## 一、静力学分析

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/U80njTC2vq08.png?imageslim)

模块A是流体域模型，也即水体部分；模块B为Ansys mesh流体域网格划分过程；模块C为在Fluent求解流场流动；模块D为静力学求解模块，从C-D的过程称为单向流固耦合；模块E为模态分析！

-   **流体域模型**

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/GGB0AeL2P85J.png?imageslim)

-   **固体域模型（转子部分）**

下图中黄色标识为轴承位置！

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/m3xPDrHzAtGl.png?imageslim)

新建一个**Static Structural**（静力学模块），导入**转子组件**模型，划分网格，此处网格格式应为**Mechanical**格式的。  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/YaTdPOIs4uzD.png?imageslim)

插入以下约束：

-   Cylindrical（圆柱形约束）
-   Standard Earth Gravity（重力约束）
-   Rotational Velocity（转速约束）

然后导入Fluent流场计算中叶轮叶片Blade、前盖板shroud、后盖板hub等的压力Pressure；

在此之前应该先设置计算域的介质，默认是Structural Steel（结构钢），很多时候我们的叶轮可能是铸件，轴也可能不是钢材，所以需要提前在Engineering Data中添加或者选择介质，然后在模块设置中修改材料！材料不同计算结果肯定是不一样的。

设置完成后就可以求解了，求解完成后得到如下结果：

-   Total Deformation（总变形）

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/IoScX87degLV.png?imageslim)  
![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/082LDTJwEt7Q.png?imageslim)

从结果中可以得到模型最大形变为0.83mm；

-   Equivalent Stress

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/2H3fmki3vncG.png?imageslim)

## 二、模态分析

模态（Modal）是结构系统的固有振动特性，水泵泵轴、叶轮、泵体都可以看成是线性系统，组成线性系统的自由振动被解耦为N个正交的单自由度振动系统，对应系统的N个模态，或者称为N阶模态。软件默认求解前6阶模态。每一阶模态具有特定的固有频率、阻尼比和振型。

模态分析可分为干模态和湿模态，顾名思义干模态是指在空气中或者真空中的固有模态；湿模态是指结构在水中的固有模态。对于泵体来讲，就可以做干模态，对于叶轮或者轴来讲可以做干模态也可以做湿模态。干模态方法简单，先搞这个！

-   插入Modal模块
-   在静力学设置的基础上直接求解
-   得到前6阶结果

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/vbYFfv8VlkkB.png?imageslim)

在右下角中可以看到每一阶模态对应的频率！

-   **1阶模态**

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/tQPIewyemRnm.png?imageslim)

-   **2阶模态**

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/CQR81OH3LmGq.png?imageslim)

-   **3阶模态**

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/xulf3OuawA8f.png?imageslim)

-   **4阶模态**

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/NrTsm7BnWvbM.png?imageslim)

-   **5阶模态**

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/M9Ep3cIlo9Qq.png?imageslim)

-   **6阶模态**

![](https://img.7b3.cn/7b3/20210601/W5PA67BLQksV.png?imageslim)

对于模态结果的分析知识还有待补充！

## 三、下载地址

暂无下载地址！

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**![](https://img.7b3.cn/7b3/2021/01/20210131132356643.gif)**

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**Tags:** 单向流固耦合, 单级双吸, 单级双吸离心泵, 模态分析, 离心泵, 离心泵模拟, 静力学分析

**Categories:** 仿真模拟

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