设置摆线泵体积的网格操作

发生重新划分网格时,网格生成流程可确保将泵定位在正确位置。此外,由于间隙较小,需要应用定向网格来减少泵轴向的网格单元数。

为摆线泵体积定义两个运动转换操作、一个“减”操作和一个定向网格操作。
  1. 首先,为内转子和外转子定义两个旋转运动。它们的转速与齿数匹配:12 齿外转子比 11 齿内转子旋转稍慢。
    1. 要定义内转子的旋转,右键单击工具 > 运动节点,然后选择新建 > 旋转。
    2. 将旋转节点重命名为 Rotation_inner,然后设置其属性如下:
      节点 属性 设置
      Rotation_inner 旋转指定 旋转速率
      旋转速率 旋转速率 1090.90909 rpm
      旋转轴 方向 [0.0,0.0,1.0]
      原点 [0.0, 0.0, 0.0] m
    3. 要定义外转子的旋转,右键单击工具 > 运动节点,然后选择新建 > 旋转。
    4. 将旋转节点重命名为 Rotation_outer,然后设置其属性如下:
      节点 属性 设置
      Rotation_outer 旋转指定 旋转速率
      旋转速率 旋转速率 1000 rpm
      旋转轴 方向 [0.0,0.0,1.0]
      原点 [-0.0031, 0.0, 0.0] m
  2. 为使用各自的旋转的内转子和外转子定义两个运动转换。因此,每次发生重构时,转子几何体始终正确定位。
    1. 右键单击几何 > 操作节点,然后选择新建 > 表面准备 > 转换。
    2. 在创建转换操作对话框中,选择部件内部,然后单击“确定”。
    3. 将转换节点重命名为 Transform_inner。
    4. 右键单击 Transform_inner > 转换节点,然后选择新建 > 运动。
    5. 选择 Transform_inner > 运动 > 节点,然后将运动设为 Rotation_inner。


    6. 重复上述步骤,以使用部件外部定义 Transform_outer 操作。
    7. 右键单击 Transform_outer > 转换节点,然后选择新建 > 运动。
    8. 选择 Transform_outer > 转换 > 节点,并将运动设为 Rotation_outer。
要生成湿润体积,可从外转子中减去内转子体积。在以后对变形施加边界平面约束时,沿垂直于边界平面的方向延伸部件表面。延伸表面可确保表面和平面正确相交。
  1. 要在两个方向上拉伸内部部件:
    1. 右键单击部件 > 内部节点并选择修复表面。
    2. 在表面修复选项中,保持默认设置,然后单击确定。
    3. 双击以选择要在 +y 方向拉伸的所有面,如下所示:


    4. 选择面后,在全局工具中选择变换选定实体,然后将转换模式设为平移。
    5. 将平移矢量设为 [0.0, 0.0, 0.005] m,然后单击转换选择。
    6. 对相反的面重复步骤以及平移矢量 [0.0, 0.0, -0.005]m。


  2. 要生成湿润体积,可定义外转子和内转子之间的减运算:
    1. 右键单击几何 > 运算节点,然后选择新建 > 布尔运算 > 减运算。
    2. 在创建减运算对话框中,选择部件内部、外部作为输入部件,选择外部作为目标部件,然后单击“确定”。
    3. 选择运算 > 减运算节点,然后激活专家选项执行 CAD 布尔运算。
    4. 选择减运算 > 网格化选项节点,然后在网格化选项对话框中,将网格化密度设为非常精细。
      非常精细网格化有助于获得更好的齿轮壁表面表示。
    5. 要重命名输出部件减,选择部件 > 减节点,并将其重命名为泵流体。
  3. 要网格化部件泵流体,可以使用棱柱层定义定向网格操作。由于各转子之间的间隙较小,使用切割体网格单元或多面体网格生成器会产生大量网格单元。使用定向网格,可以在间隙中生成拉伸网格单元以减少网格单元数。


    1. 右键单击几何 > 操作节点,然后选择新建 > 网格 > 定向网格。
    2. 在创建定向网格选项对话框中,选择部件泵流体,然后单击“确定”。
    3. 选择定向网格 > 源表面节点,然后将部件 PumpFluid.Outer.top 设为源表面。
    4. 选择定向网格 > 目标表面节点,然后将部件 PumpFluid.Outer.bottom 设为目标表面。
    5. 要添加在体生成中使用的源网格,右键单击定向网格 > 源网格节点,然后选择自动化源网格。
    6. 在此源网格的部件集合对话框中,选择部件泵流体,然后启用以下网格生成器,然后单击“确定”。
      • 四边形网格生成器
      • 棱柱层网格生成器
    7. 选择自动网格 > 默认控制节点,然后设置下列属性:
      节点 属性 设置
      基础尺寸 基础尺寸 0.001 m
      最小表面尺寸 基数百分比 0.5
      棱柱层控制 填隙百分比 35.0

      指定最大许用棱柱层总厚度(以相交距离的百分比表示:两个边界之间的法向距离)。

      最小厚度百分比 0.01

      指定最小许用棱柱层总厚度。低于此值时,厚度强制为零。

      由于转子之间的间隙较小,此值设为尽可能小的值 0.01。

      棱柱层减少百分比 0.0

      控制减少层数的点。另请参见: 什么是层减少?

      零指示不允许减少层。

      棱柱层总厚度 基数百分比 10.0
    8. 右键单击网格分布节点,然后选择新建体积分布。
    9. 在打开的创建新网格分布的部件对话框中,选择部件 PumpFluid 并单击“确定”。
    10. 选择网格分布 > 体积分布 > 默认控制 > 层数节点,并将{357}层数{360}设为 10。
  4. 使用名称 gerotor_run.sim 保存模拟。