Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料

----圖文教程----

Fluent_案例解析

旋轉機械_水泵

-MRF-多重參考系模型-

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖1

01


前言



本篇章介紹一個Fluent關于MRF_多重參考系模型的水泵案例,主要內容如下:

▉ 問題描述

▉ 分析流程

▉ 討論




02


問題描述



Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖2

圖中的水泵,頂部為壓力入口,底部為壓力出口,扇葉以5820r/min的速度旋轉_

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖3

考慮到計算精度及網格數量,將流體域拆分為三部分,其中紅色的旋轉區域部分網格加密采用較小的網格尺寸;

三部分相互連接的交界面上的網格是非正則的,及交界面兩側區域在交界面位置的網格節點是不共用的,而是在Fluent中采用Interface進行數據交互_





03


分析流程



▊模型導入

通過File_Read_Mesh導入該模型的網格文件_

▊General設置

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖4

模型導入后進行Check網格質量檢查、Scale尺寸設置、可依據需要修改單位Unit、選擇Pressure-Based壓力基、Absolute絕對速度、Steady穩態_

▊Model設置

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖5

雙擊打開Viscous,選擇K-epsilon方程,其他保持默認_

▊Materials設置

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖6

該案例流體域的材料為水,Fluent數據庫中就有該材料參數,可通過Fluent Database選擇water-liquid(h2o<1>)并Copy出來使用_

▊Cell Zone Conditions設置

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖7

對旋轉部分流體域的設置如圖中所示,選擇材料,勾選Frame Motion并設置旋轉中心坐標、旋轉方向(依據右手定則)、旋轉角速度_

單位可在General模塊中Unit中進行更改,rev/min即轉每分鐘,有時也寫成rpm;

另外兩個流體域只要在Material Motion(材料)選擇對應材料即可_

邊界條件設置

「進出口邊界」

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖8

設置壓力入口邊界和壓力出口邊界如圖所示_

「Interface設置」

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖9

本案例模型三個流體域在交界位置網格都是是非正則的(即交界面兩側不共用交界面位置的節點),需要采用Interface進行數據交互_

face-1和face-2創建一個,face-3和face-4創建一個_

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖10

雙擊Mesh Interfaces進入設置,左側選擇交界位置兩個重合的面,點擊Creat即可生成Mesh Interface并在右側及左側頂部Interface處顯示_

「葉片設置」

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖11

其他壁面保持默認設置即可,葉片設置如圖中所示,Well Motion模塊選擇Moving WallMotion模塊選擇Rotational(旋轉)并設置旋轉中心坐標及方向(與之前設置的旋轉流體域中心坐標和方向保持一致),并設置Speed(角速度)為0_

▊初始化、計算

Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵(附百度網盤資料的圖12

可依據需要設置監測,模型初始化后進行計算

▊后處理

對于水泵這一塊了解不多,后處理需要查看哪些信息就不做過多介紹了,視頻中是用CFD_POST后處理得到的流線圖視頻_

▊案例解析

?本案例采用MRF多重參考系模型進行水泵葉片旋轉的一個仿真,與單一旋轉坐標系模型的區別在于本案例中存在多個坐標系,葉片旋轉區域采用一個旋轉坐標系,其他部分流體域采用另外一個坐標系;

?實際情況是葉片通過旋轉來帶動靜止的水,本案例采用的是流體域旋轉但葉片相對靜止的方式進行近似的穩態計算求解,需要特別注意旋轉部分流體域和葉片的設置;

?此外,需要注意的是,在前處理時,各部分流體域在交界位置是非正則的,需要采用Interface進行數據交互,如果在前處理時就將各部分流體域在交界位置處理成正則的(即各流體域在交界位置共節點)則不再需要使用Interface;




04


討論



?本案例主要目的是介紹MRF多重參考系模型的使用,對于進出口邊界條件等設置可能并不適合該案例或者效果較差,因此造成計算準確性等問題暫不考慮;

?可能會存在理解不足等問題,感謝指正交流!

?以下是本篇案例的網格文件等資料_

鏈接:https://pan.baidu.com/s/1Whlg3l-lIihoCahdPQUHiA
提取碼:7qic
[僅供學習交流使用]







END



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