ANSYS Fluent Meshing-离心泵性能仿真网格划分案例

本教程介绍离心泵性能仿真前处理过程，借助Fluent Meshing 2020R1版本中的Fault-tolerant Meshing 工作流，让离心泵计算域网格划分变得简单、高效；

一、SCDM模型处理

由Solidworks软件对离心泵三维模型进行建模，主要包括蜗壳，带有盖板的叶轮两部分；

模型导入SCDM中，创建辅助面，封闭叶轮和蜗壳，用于蜗壳和叶轮水体的抽取；

注，适当延长Caps生成线，避免由于旋转造成模型的不封闭（软件兼容问题）

注，把蜗壳模型和“caps”定义一个组件，作为一个“Object”，避免抽取流体域失败（提示有漏洞）；叶轮模型通过选中叶轮出口边线进行填充，“con”定义为单独组件，用于创建“Construction Surface”，应用“Surface Mesh”；通过群组功能创建“Inlet”和“Outlet”边界，用于模型封闭抽取流体域；

模型另存为“*fmd”格式；

二、Fluent Meshing网格划分

1、启动FM 2020R1，选择“FTM”工作流，加载离心泵几何模型；

2、模型描述；

封闭叶轮进口，蜗壳出口；创建“Construction Surface”；分别定义蜗壳材料点和叶轮材料点；

3、更新计算域（“Wrap”抽取蜗壳流体域，“Surface mesh”基于创建的“Construction Surface”抽取叶轮水体域）；

4、尺寸函数定义，“Curvature”尺寸函数定义；

“Proximity”尺寸函数定义；

限制“交界面”网格尺寸不超过20mm；

5、面网格生成；

6、添加两层边界层，填充体网格，体网格数约120万；

三、Fluent MRF求解

旋转域定义，叶轮绕“X”轴逆时针旋转，转速340r/min；

定义动域和静域间的“Interface”；

压力分布云图；

离心泵水力效率计算公式（Fluent Moment 查看离心泵扭矩M-N/S）；

四、总结

目前，对于离心泵CFD仿真应用已经非常成熟，计算仿真精度也非常高；

笔者之前也做过多次关于离心泵的仿真分析，但不确认是什么原因（可能是三维软件软件间的兼容性问题）导致拿到的三维模型导入ANSYS CFD前处理软件后，对蜗壳和叶轮进行封闭，流体域抽取以及网格划分操作比较繁琐和耗时，尤其是对“Interface”的处理（封闭面与模型间存在漏洞，叶轮和蜗壳水体域共节点网格失败等等）；

而现如今，借助Fluent Meshing的“Fault-tolerent Meshing”工作流能够大大的减低模型前处理和网格的难度，提高工作效率，所以忍不住赶紧整理分享，希望对大家的CFD仿真学习和工作带来帮助。

文章来源：CFD小学生