優(yōu)化技術(shù)在水泵水力設(shè)計的應(yīng)用（下）

上海安世亞太

2021年1月27日 10:29

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作者：謝文麗上海安世亞太流體應(yīng)用工程師

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上篇我們講到ANSYS水泵設(shè)計流程中的三維設(shè)計，這次我們接下去講三維設(shè)計模塊中的具體操作以及TurboGrid網(wǎng)格劃分工具三維CFD分析和ANSYS水泵優(yōu)化流程詳解

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三維設(shè)計

BladeGen

在Vista cpd下面右鍵create new創(chuàng)建一個新的bladeGen文件，進入到三維設(shè)計的模塊。

bladeGen是基于S1和S2兩流面理論，在這里可以對軸面流道進行調(diào)整，對不同span下的角度分布和厚度進行調(diào)整，得到一個比較好的流動狀態(tài)下的葉片形狀。

優(yōu)化技術(shù)在水泵水力設(shè)計的應(yīng)用（下）的圖1

優(yōu)化技術(shù)在水泵水力設(shè)計的應(yīng)用（下）的圖2

Vista TF

Vista TF是二維通流截面分析，通過快速的二維無粘計算，得到一個速度分布較均勻的軸面流道。

優(yōu)化技術(shù)在水泵水力設(shè)計的應(yīng)用（下）的圖3

BladeEditor 參數(shù)化設(shè)計

BladeEditor是嵌入在DesignModeler中的模塊，在Workbench平臺下新建Geometry中啟動,對幾何模型進行參數(shù)化設(shè)置，可以看到在Blade _Camberline1的屬性中，所有參數(shù)化的點前面方框里都出現(xiàn)了D。點擊parameter set，可以看到設(shè)置了16個參數(shù)。

優(yōu)化技術(shù)在水泵水力設(shè)計的應(yīng)用（下）的圖4

TurboGrid網(wǎng)格劃分

TurboGrid是一款專門針對葉輪機械的高度自動化六面體網(wǎng)格劃分工具，可以生成高質(zhì)量的邊界層網(wǎng)格，其中ATM自動劃分方法，提高了計算效率，非常方便。

Workbench窗口中，拖拽TurboGrid組件連接到Geometry中，或鼠標右鍵點擊Geometry選擇Transfer Data To New TurboGrid。設(shè)置后檢查網(wǎng)格質(zhì)量，再進行必要的調(diào)整，得到高質(zhì)量的網(wǎng)格。

優(yōu)化技術(shù)在水泵水力設(shè)計的應(yīng)用（下）的圖5

三維CFD分析

在二維分析的基礎(chǔ)上，通過CFX軟件進行葉輪流道的CFD分析，將內(nèi)部流動“可視化”，通過數(shù)值仿真的“虛擬試驗”，CFD可以較準確地預測所設(shè)計出的產(chǎn)品的全工況壓力、功率、效率等特性。

在Workbench窗口中，新建一個CFX組件，把TurboGrid文件拖拽連接到CFX的Setup節(jié)點，然后雙擊setup，進入cfx_pre中進行Domain、Boundary和interface等設(shè)置，編輯expressions，設(shè)定output control中monitor1、2、3分別為H、M、efficiency。求解一組參數(shù)后使其收斂。

然后進入到post中在Expression菜單中找到H（揚程）和efficiency（效率），點擊鼠標右鍵選擇Use as Workbench Output Parameter，定義為輸出參數(shù)。