Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真

本案例利用Fluent中的滑移網格(RBM)模型,對離心泵性能問題進行了瞬態仿真計算。該案例僅對離心泵的瞬態計算進行了簡單演示,其余的旋轉機械的仿真設置與本案例基本一致,可按照該案例進行相關設置。本文的相關設置依托于Fluent MRF 旋轉機械離心泵靜態仿真(一)

1 workbench 設置

本案例具體設置如下圖 :

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖1

2 SCDM 設置

2.1 導入幾何

本案例的離心泵模型在ansys的離心泵設計軟件中進行構建,并導入SCDM中 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示:

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖2

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖3

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖4

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖5

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖6

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖7

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖8

3 Fluent Meshing 設置

3.1 網格設置

采用 Fluent meshing 進行網格劃分,采用六面體網格劃分,并劃分相對應的邊界層網格。具體的網格劃分如下圖所示:

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖9

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖10

除此之外,還需要根據文章 Fluent meshing 滑移網格劃分教程(一) 對網格進行處理,分離開葉輪和蝸殼網格,用于滑移網格的計算。

4 FLUENT 設置

4.1 General設置與網格導入

首先導入葉輪網格,然后通過附加case文件導入蝸殼網格。此處要進行瞬態計算,此處的設置比較簡單,勾選為瞬態計算,并選擇壓力基求解器。

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖11

4.2 材料設置

此處選擇water進行計算,相關設置如下如所示:

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖12

4.3 RBM設置

此處對葉輪旋轉區域進行RBM設置,相關設置如下如所示,轉速為125.6rad/s,旋轉軸為z軸:

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖13

4.4 邊界條件設置

根據SCDM設置中的介紹,對各個邊界條件進行設置,各邊界條件的設置如下:

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖14

并進行交界面設置,需要對葉輪內部與蝸殼的交界面進行設置。并對入口速度設置為3m/s。

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖15

4.5 初始化設置

首先進行標準初始化設置,具體設置如下圖:

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖16

4.6 計算設置

此處進行的計算設置如下:

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖17

5 后處理結果

5.1 后處理云圖結果

對離心泵的計算結果進行可視化處理,離心泵截面壓力云圖動畫結果如下圖所示:

Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真的圖18
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