離心泵仿真
關注創建者：我愛汽輪機仿真 創建時間：2023-06-21
離心泵仿真的視頻教程
仿真干貨｜云端CAE實戰——ANSYS FLUENT 蝸殼離心泵仿真分析
SimForge?高性能仿真云平臺， 邀您開展ANSYS FLUENT仿真計算！ 前處理→求解→后處理， 1個視頻，用“蝸殼離心泵仿真分析”案例， 帶您從0開啟全流程高性能仿真云端實戰！
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基于MRF方法的離心泵與誘導輪仿真分析
1.應用MRF方法對帶蝸殼和誘導輪的離心泵仿真全過程； 2.CFD-post后處理過程； 3.網格無關性驗證過程； 4.流量-揚程曲線獲取方法； 5.提供源文件與后期答疑
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離心泵仿真的實例教程
，葉輪繞“X”軸逆時針旋轉，轉速340r/min；
定義動域和靜域間的“Interface”；
壓力分布云圖；
離心泵水力效率計算公式（Fluent Moment 查看離心泵扭矩M-N/S）；
四、總結
目前，對于離心泵CFD仿真應用已經非常成熟，計算仿真精度也非常高；
筆者之前也做過多次關于離心泵的仿真分析，但不確認是什么原因（可能是三維軟件軟件間的兼容性問題）導致拿到的三維模型導入ANSYS CFD前處理軟件后，對蝸殼和葉輪進行封閉，流體域抽取以及網格劃分操作比較繁瑣和耗時，尤其是對“Interface”的處理（封閉面與模型間存在漏洞，葉輪和蝸殼水體域共節點網格失敗等等）；
而現如今，借助Fluent Meshing的“Fault-tolerent Meshing”工作流能夠大大的減低模型前處理和網格的難度，提高工作效率，所以忍不住趕緊整理分享，希望對大家的CFD仿真學習和工作帶來幫助。
展開 ，“Surface mesh”基于創建的“Construction Surface”抽取葉輪水體域）；
4、尺寸函數定義，“Curvature”尺寸函數定義；
“Proximity”尺寸函數定義；
限制“交界面”網格尺寸不超過20mm；
5、面網格生成；
6、添加兩層邊界層，填充體網格，體網格數約120萬；
三、Fluent MRF求解
旋轉域定義，葉輪繞“X”軸逆時針旋轉，轉速340r/min；
定義動域和靜域間的“Interface”；
壓力分布云圖；
離心泵水力效率計算公式（Fluent Moment 查看離心泵扭矩M-N/S）；
四、總結
目前，對于離心泵CFD仿真應用已經非常成熟，計算仿真精度也非常高；
筆者之前也做過多次關于離心泵的仿真分析，但不確認是什么原因（可能是三維軟件軟件間的兼容性問題）導致拿到的三維模型導入ANSYS CFD前處理軟件后，對蝸殼和葉輪進行封閉，流體域抽取以及網格劃分操作比較繁瑣和耗時，尤其是對“Interface”的處理（封閉面與模型間存在漏洞，葉輪和蝸殼水體域共節點網格失敗等等）；
而現如今，借助Fluent Meshing的“Fault-tolerent Meshing”工作流能夠大大的減低模型前處理和網格的難度，提高工作效率，所以忍不住趕緊整理分享，希望對大家的
展開 <p>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<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MTg5ODU3Ng==&mid=2247485266&idx=1&sn=c0b3f482d2d320f473b1e70095cec80e&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Fluent MRF 旋轉機械離心泵靜態仿真(一) </a>。</p><p><strong>1 workbench 設置</strong></p><p>本案例具體設置如下圖 ：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202509/fab6a2540649e0a6045f8802e34c0da7.png"></p><p><strong>2 SCDM 設置</strong></p><p><strong>2.1 導入幾何</strong></p><p>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 。
展開 五：計算結果分析
根據計算結果繪制出三款軟件不同質量流量工況下離心泵揚程、轉輪力矩、效率及轉輪軸向力曲線圖（如圖4-7）。
圖四：質量流量-揚程流線圖
圖五：質量流量-力扭矩曲線圖
圖六：質量流量-效率曲線圖
圖七：質量流量-轉向力曲線圖
結果表明：使用OpenFoam對離心泵進行數值仿真計算結果與商用軟件Fluent、StarCCM的計算結果一致。
展開 Kannojiya V.等從葉片形狀、葉片數量、葉片尾緣厚度以及是否設計分流葉片四個方面進行了研究，探究了不同結構的離心式人工心臟泵內剪切應力的分布情況。Mozafari S.等針對葉片數量、葉片出口角以及葉片出口寬度三個參數，設計了15個不同結構的離心泵，通過仿真研究了各參數對泵性能和溶血的影響。Wiegmann L.等分析了葉片與泵室的間隙、葉片數量以及閉式和半開式的葉輪結構，發現剪切應力與較大的間隙和較多的葉片數量有關，流動停滯區和回流區的范圍隨著葉片數量的減少和半開式葉輪的設計而減小，但隨著間隙減小而增大。Curtas A.R.等仿真研究了葉片曲率、開式葉輪和半開式葉輪以及葉片出口寬度這三個參數對泵內剪切應力、泵效率的影響。Silvia B.等研究了兩種不同葉片數（6片、12片）的磁懸浮離心泵性能，結果表明，6個葉片泵具有較小的停滯區域、較低的應力水平和較高的應變速率，降低了血栓形成的可能性，而12個葉片的泵在高流速下有更穩定的性能。Wannawat P.等設計了前彎式、后彎式以及直葉片三種類型的葉輪，通過仿真以及實驗發現，后彎式葉輪產生的剪切力最小，更適合應用于人工心臟泵。陳松松設計了葉片數分別為5、6、7的人工心臟泵，分析了葉片數對人工心臟泵的水力特性及溶血性能的影響。當葉片數為6時，泵內血液流動最佳，所受切應力最小，效率最高。壽宸等設計了直線型葉片、偏轉直葉片、圓弧葉片、對數螺旋葉片的四種人工心臟泵，通過仿真實驗對比分析發現，對數螺旋葉片人工心臟泵產生的溶血值低于其他三種人工心臟泵。胡婉倩等研究了流量和葉片出口寬度對離心式人工心臟泵溶血的影響，通過仿真對泵內的剪切應力進行了分析，同時對溶血值進行了預測。
展開 
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本案例利用Fluent中的MRF模型，對離心泵性能問題進行了仿真計算。該案例僅對離心泵的穩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。本案例采用的離心泵為8個葉片，以轉速為1200rpm，入口質量流量為280kg/s為標準設計相關模型，實際計算時采用3m/s的速度入口。
1 workbench 設置
本案例具體設置如下圖 ：
2 SCDM
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演講主題：基于TwinAI及optiSLang的干式變壓器溫升預測模型優化
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演講主題：基于Ansys的離心泵多目標優化仿真設計
