Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真

本案例利用Fluent中的滑移网格(RBM)模型,对离心泵性能问题进行了瞬态仿真计算。该案例仅对离心泵的瞬态计算进行了简单演示,其余的旋转机械的仿真设置与本案例基本一致,可按照该案例进行相关设置。本文的相关设置依托于Fluent MRF 旋转机械离心泵静态仿真(一)

1 workbench 设置

本案例具体设置如下图 :

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图1

2 SCDM 设置

2.1 导入几何

本案例的离心泵模型在ansys的离心泵设计软件中进行构建,并导入SCDM中 。具体的几何模型与边界条件如下所示:

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图2

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图3

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图4

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图5

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图6

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图7

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图8

3 Fluent Meshing 设置

3.1 网格设置

采用 Fluent meshing 进行网格划分,采用六面体网格划分,并划分相对应的边界层网格。具体的网格划分如下图所示:

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图9

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图10

除此之外,还需要根据文章 Fluent meshing 滑移网格划分教程(一) 对网格进行处理,分离开叶轮和蜗壳网格,用于滑移网格的计算。

4 FLUENT 设置

4.1 General设置与网格导入

首先导入叶轮网格,然后通过附加case文件导入蜗壳网格。此处要进行瞬态计算,此处的设置比较简单,勾选为瞬态计算,并选择压力基求解器。

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图11

4.2 材料设置

此处选择water进行计算,相关设置如下如所示:

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图12

4.3 RBM设置

此处对叶轮旋转区域进行RBM设置,相关设置如下如所示,转速为125.6rad/s,旋转轴为z轴:

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图13

4.4 边界条件设置

根据SCDM设置中的介绍,对各个边界条件进行设置,各边界条件的设置如下:

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图14

并进行交界面设置,需要对叶轮内部与蜗壳的交界面进行设置。并对入口速度设置为3m/s。

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图15

4.5 初始化设置

首先进行标准初始化设置,具体设置如下图:

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图16

4.6 计算设置

此处进行的计算设置如下:

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图17

5 后处理结果

5.1 后处理云图结果

对离心泵的计算结果进行可视化处理,离心泵截面压力云图动画结果如下图所示:

Fluent实用案例 | 旋转机械离心泵RBM瞬态仿真的图18
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