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《數(shù)值模擬計(jì)算的整個(gè)過程》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、數(shù)值模擬計(jì)算的整個(gè)過程數(shù)值模擬計(jì)算的整個(gè)過程主要包括一下幾個(gè)過程:一.建立模型(應(yīng)用軟件:CAD工具如PRO/E,Bladegen等)幾何生成時(shí)應(yīng)注意的問題主要有以下幾個(gè)部分:1.幾何生成1.1幾何區(qū)域的規(guī)劃幾何的生成可以是一個(gè)整體部分,但是有時(shí)為了網(wǎng)格劃分時(shí)的方便可以把幾個(gè)分成幾個(gè)部分生成,例如軸流泵幾何的生成可以分為四個(gè)部分:進(jìn)水流道、葉輪、導(dǎo)葉和出水流道(圖1.2),離心泵幾何分為三個(gè)部分:進(jìn)口端,葉輪,窩殼(圖1.2)。圖1.1軸流泵幾何圖1.2離心泵幾何1.2幾何生成的方法1.2.1泵的葉
2、輪和導(dǎo)葉部分可以根據(jù)各自的木模圖使用BLADEGEN較為方便的生成1.2.2而其他部分則可以通過ProE等三維CAD工具生成,其中離心泵窩殼由窩殼木模圖先將各斷面繪制成型,再利用掃掠的方法成型。1.3.幾何輸出1.3.1從PRO/E中導(dǎo)出文件時(shí)可以選擇保存成igs格式,也可以保存成stp格式,在導(dǎo)出時(shí)按其默認(rèn)格式保存,即igs格式的保存成面的形式,stp格式的保存成體和殼的形式。1.3.2.進(jìn)出水流道部分(軸流泵),進(jìn)口端(離心泵)要做適當(dāng)?shù)难由臁?.3.3從PRO/E中導(dǎo)出之前可以可以改單位,或者
3、明確幾何生成時(shí)所用單位,以便導(dǎo)入。1.3.4各部分的特征位置的坐標(biāo)要明確,如幾何中心,原點(diǎn),以便各部分導(dǎo)入后的合并。一.網(wǎng)格劃分(軟件:ANSYSICEM)網(wǎng)格劃分主要有以下幾部分:2.1.幾何檢查及修復(fù)通過檢查幾何命令檢查幾何并將錯(cuò)誤的部分根據(jù)實(shí)際情況修復(fù)(以軸流泵出水流道為例,見圖2.1)圖2.1(a)軸流泵出水流道幾何檢查圖2.1(b)修復(fù)后的軸流泵出水流道幾何2.2設(shè)置part圖2.2設(shè)置part2.3.建立物質(zhì)點(diǎn)(生成四面體網(wǎng)格時(shí)必須)圖2.3建立物質(zhì)點(diǎn)2.4.設(shè)置網(wǎng)格大小,生成網(wǎng)格2.4
4、.1六面體網(wǎng)格的生成。分塊六面體網(wǎng)格生成主要是分塊的思想,一般不外乎O型,C型,H型,J型。就葉輪以及導(dǎo)葉,對(duì)包角較大的葉片采用J型,包角小的則采用H型網(wǎng)格,往往為提高質(zhì)量可以在葉片表面附著一層O型網(wǎng)格;對(duì)于離心泵的窩殼采用C型網(wǎng)格,其割舌部分用C型網(wǎng)格;對(duì)于軸流泵進(jìn)出口流道的拓樸結(jié)構(gòu)可以根據(jù)具體幾何形狀劃分塊,可參照附圖(圖2.4)。葉片J網(wǎng)格拓?fù)浜蜕删W(wǎng)格導(dǎo)葉H型網(wǎng)格拓?fù)浜蜕删W(wǎng)格出水流道網(wǎng)格塊結(jié)構(gòu)和生成網(wǎng)格圖2.4網(wǎng)格拓?fù)浜蜕删W(wǎng)格2.4.2近壁網(wǎng)格處理近壁面的網(wǎng)格需要加密,以滿足y+的要求。
5、對(duì)于模型,y+值一般要求在100這個(gè)量級(jí),Y+的具體要求如下:對(duì)于模型,y+值一般要求在1這個(gè)量級(jí),一般為4~5。因此需要控制第一層網(wǎng)格的大小及近壁網(wǎng)格的數(shù)量。第一層網(wǎng)格大小的估算公式如下此外須在近壁區(qū)厚度的范圍內(nèi)添加足夠的網(wǎng)格數(shù),要求如下:其的估算公式為設(shè)置方法以下圖為參考,首先確定通過上面的估算公式計(jì)算及,進(jìn)行對(duì)塊上網(wǎng)格的設(shè)置,并生成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,此時(shí)第一層網(wǎng)格的大小為,然后根據(jù)公式,計(jì)算網(wǎng)格增長(zhǎng)率,根據(jù)將此時(shí)的第一層網(wǎng)格切成份即可。圖2.4.1近壁面網(wǎng)格切分2.5網(wǎng)格檢查及修復(fù)對(duì)于六面體網(wǎng)格,在
6、未生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格之前在blocking選項(xiàng)卡中進(jìn)行網(wǎng)格質(zhì)量的檢查及光順,對(duì)于生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格之后的網(wǎng)格及四面體網(wǎng)格在editmesh選項(xiàng)卡中進(jìn)行網(wǎng)格質(zhì)量檢查。四面體網(wǎng)格可以通過網(wǎng)格光順工具來提高網(wǎng)格質(zhì)量,但不易調(diào)整。六面體網(wǎng)格需要通過調(diào)整塊節(jié)點(diǎn)的位置來提高網(wǎng)格質(zhì)量;塊節(jié)點(diǎn)的調(diào)整需根據(jù)幾何形狀具體調(diào)整。也可以通過editmesh中的選項(xiàng)卡中的工具進(jìn)行網(wǎng)格修復(fù)。一般而言按照quality方式進(jìn)行網(wǎng)格質(zhì)量檢查時(shí)推薦quality大于0.3。存在的問題:1)綜合網(wǎng)格質(zhì)量quality是如何定義的,其值大于
7、0.3的依據(jù)尚不明確2)網(wǎng)格質(zhì)量判定除了quality之外還有哪些重要的影響因素圖2.5網(wǎng)格質(zhì)量檢查及光順2.6.導(dǎo)出網(wǎng)格首先要將網(wǎng)格轉(zhuǎn)化成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格(僅指六面體),再在output選項(xiàng)卡中選擇求解器,再輸出網(wǎng)格。圖2.6網(wǎng)格輸出一.CFX的計(jì)算3.1建立一個(gè)simulation打開CFX進(jìn)入CFX-pre,在file菜單中建立一個(gè)newsimulation,選擇generalmodel進(jìn)入CFX-pre的界面。3.1.1導(dǎo)入網(wǎng)格進(jìn)入mesh選項(xiàng)卡,選擇importmesh或從file菜單中選擇im
8、portmesh,進(jìn)入網(wǎng)格導(dǎo)入界面。在網(wǎng)格導(dǎo)入界面中,選擇definition選項(xiàng)卡,在meshformat中的下拉菜單中選擇ICEMCFD,在file中,選取所要引入的網(wǎng)格,并在meshunits中正確選擇單位(見圖3.1.1)。一般軸流泵分進(jìn)水流道,葉輪,導(dǎo)葉以及出水流道四個(gè)部分的網(wǎng)格;離心泵分為葉輪,窩殼以及入口擴(kuò)充斷的三個(gè)部分的網(wǎng)格。圖3.1.1網(wǎng)格導(dǎo)入由于各部分網(wǎng)格在幾何造型時(shí),位置安排不一定統(tǒng)一,以及導(dǎo)葉或者葉輪部分網(wǎng)格可通過Turbogrid或者ICEM