水泵模型
關注創建者：匿名 創建時間：2021-07-27
水泵模型的實例教程
使用的軟件版本為 ANSYS 2021 R1；
3.實現從BladeGen創建水泵模型，TurboGrid劃分網格，CFX完成數值計算，最后在實現導出結果到Tecplot繪制云圖/流線圖
4.額外說明，本文創建的模型及相關參數設置可能并不嚴謹，僅作為流程和方法來學習
Tecplot 繪制流線圖新——ANSYS CFX/Fluent計算結果中已經介紹了將CFX計算結果導入到Tecplot的方法，但是有時由于計算文件太大，導入到Tecplot后導致文件很大，如果只是出一部分云圖以及流線圖就會白白占用硬盤空間，本篇就是提供了一個解決這個問題的途徑
一、BladeGen創建水泵模型
二、TurboGrid劃分網格
最終結果如下
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展開 EFD的模型檢測(“Check Geometry”)功能快速和簡單地告訴你CAD模型是否存在任何幾何錯誤、無效接觸(“invalid contacts”)或縫隙以及如果存在，他們的位置。這意味著你節省花在修正問題上的時間，從而更多時間用于處理工程結果。
左邊水泵模型中，顯示流體區域("Show Fluid Region")選項確定模型沒有錯誤，并通過藍色突出，在三維模型中能簡單看到流體區域。的確如此簡單！請點擊右下短片觀看EFD快速確定和更正CAD模型錯誤的球閥實例。
EFD不同于您已見過的任何流體仿真工具…
然而，它一定是您將永遠希望使用的工具。
展開 圖1 燃料電池冷卻系統結構
1.1 電堆產熱模型
本文著重于PEMFC的冷卻系統部分的建模，因此未建立具體的電堆模型，而根據電堆內反應產熱規律來建立簡單模型。電堆工作時，其內部電化學反應的產生的熱功率可以表示為：
式中：Qheat為燃料電池電堆的熱功率；ncell為電堆中單電池的數量；Enaerst為能斯特電壓；Vst為單體電池的電壓。
使用AMESim中的信號控制元件庫建立的電堆產熱模型如圖2所示。其中，輸入為燃料電池的負載電流，輸出熱效率Qheat。
圖2 電堆產熱模型
1.2 循環水泵模型
循環水泵選用AMESim中的離心式水泵模型。離心式水泵的壓力的特性曲線有3種模式：，。本文的循環水泵選擇第二種模式，即：
式中：qv為水泵的體積流率；w為水泵的轉速。
水泵出口壓力和入口壓力之間的關系為：
Pout=Pin+△P
1.3 電子三通閥模型
傳統的冷卻系統采用節溫器控制大小循環的開度。節溫器多采用石蠟為感溫材料，溫度低時石蠟為固態，當冷卻液溫度逐漸上升達到節溫器閾值時，石蠟逐漸膨脹使節溫器開啟，冷卻液進入大循環開始散熱。但節溫器的開啟和關閉均存在一定的遲滯現象。如圖3所示。同時，節溫器對大小循環的流量控制是粗略的，不能精確地控制冷卻液的流量分配。因此， 本研究中使用電子三通閥代替傳統節溫器控制冷卻回路中大小循環的開度大小。電子三通閥能夠由電子信號控制開度的大小，具有動作靈敏，調節精度高的優點，便于根據實際需要控制冷卻回路中大小循環的冷卻液流量分配。
AMESim中僅提供了傳統節溫器的模型，未提供電子三通閥模型。本文使用AMESim中的熱液組件庫，信號與控制庫建立電子三通閥的模型，如圖4所示。
展開 閥門模型的流體域提取
↑ 演示動圖
水泵模型的流體域提取
↑ 演示動圖
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Wrap 工具快速生成封閉的表面網格
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對于復雜的裝配體，比如機艙熱分析的發動機模型，采用 Wrap 可以快速生成封閉的表面網格。
，Well Motion模塊選擇Moving Wall，Motion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
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；
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3.仿真設置流程
3.1 模型建立及簡化
1) 打開PERA SIM Fluid 2024R1，在工作目錄下新建項目【Pump】，將準備地好的離心水泵幾何文件“Pump.ppcf”導入；
圖 2 幾何導入窗口
圖 3 導入后的離心水泵幾何模型
2) 在視圖區轉動幾何至合適位置，通過ctrl鍵多選，右鍵選擇【隱藏對象】；
水泵計算模型
葉輪連續掠過隔舌時，葉輪與隔舌間空間位置固定的流體微團受到周期性擠壓，其壓力出現周期性波動，并對外輻射壓力脈動， 反作用于葉輪上產生周期性不平 衡的徑向力，導致機體振動。動靜干涉引起的隔舌處流體壓力脈動是離心泵內部振動主要激勵源之一（如圖3所示） 。
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
閥門模型的流體域提取
↑ 演示動圖
水泵模型的流體域提取
↑ 演示動圖
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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
圖2 電堆產熱模型
1.2 循環水泵模型
循環水泵選用AMESim中的離心式水泵模型。離心式水泵的壓力的特性曲線有3種模式：，。本文的循環水泵選擇第二種模式，即：
式中：qv為水泵的體積流率；w為水泵的轉速。
使用的軟件版本為 ANSYS 2021 R1；
3.實現從BladeGen創建水泵模型，TurboGrid劃分網格，CFX完成數值計算，最后在實現導出結果到Tecplot繪制云圖/流線圖
4.額外說明，本文創建的模型及相關參數設置可能并不嚴謹，僅作為流程和方法來學習
Tecplot 繪制流線圖新——ANSYS CFX/Fluent計算結果中已經介紹了將CFX計算結果導入到Tecplot
本教程采用IS80-65-125型水泵的水力模型，通過具體步驟希望廣大同行能快速掌握運用Fluent對水泵進行CFD模擬的步驟方法。
二、建模
采用Creo 2.0 M020（Peo/Engineer）進行建模。
左邊水泵模型中，顯示流體區域("Show Fluid Region")選項確定模型沒有錯誤，并通過藍色突出，在三維模型中能簡單看到流體區域。的確如此簡單！請點擊右下短片觀看EFD快速確定和更正CAD模型錯誤的球閥實例。
EFD不同于您已見過的任何流體仿真工具…
然而，它一定是您將永遠希望使用的工具。
