數(shù)值模擬計(jì)算的整個(gè)過程

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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