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（analogous to freezing）運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，并觀察轉(zhuǎn)子在某一位置的瞬態(tài)連續(xù)流場(chǎng)，因此MRF通常被成為是凍結(jié)轉(zhuǎn)子方法“frozen rotor approach”； 2、MRF Interface Formulation；MRF形式被應(yīng)用在交界面處將取決于使用的速度形式，交界面處需應(yīng)用速度和速度梯度值（交界面處兩側(cè)絕對(duì)速度相等），速度矢量方程應(yīng)隨著參考坐標(biāo)系的改變而改變

本案例應(yīng)用Fluent Turbo工作流設(shè)置流體流動(dòng)模擬來(lái)評(píng)估1.5級(jí)壓縮機(jī)的性能。Turbo工作流可以在Fluent中很容易地進(jìn)行渦輪機(jī)械分析設(shè)置，允許在其中描述渦輪機(jī)器的類型及其參數(shù)配置，導(dǎo)入計(jì)算網(wǎng)格，并定義渦輪相關(guān)的工況條件，創(chuàng)建渦輪機(jī)械特定拓?fù)浜蛨?bào)告工具。 注意：Turbo工作流是Fluent最新版本提供的功能。

2.5 Boundary Conditions本案例邊界條件只需要設(shè)置轉(zhuǎn)子入口及定子出口。

本期選取了CFD領(lǐng)域典型的場(chǎng)景，基于滑移網(wǎng)格方法的旋轉(zhuǎn)機(jī)械流場(chǎng)分析，滑移網(wǎng)格方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)械計(jì)算可以獲得定轉(zhuǎn)子之間的時(shí)間精確解，精度相比穩(wěn)態(tài)計(jì)算更高，計(jì)算要求也更苛刻，軟件也是采用CFD領(lǐng)域最常用的仿真軟件Fluent。我們來(lái)看下基于“神工坊”高性能工業(yè)仿真平臺(tái)的CFD瞬態(tài)計(jì)算，和其他仿真云平臺(tái)進(jìn)行效率對(duì)比如何。

內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為7 轉(zhuǎn)/秒，外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為6 轉(zhuǎn)/秒。使用浸沒(méi)固體域（Immersed Solid Domain）來(lái)模擬內(nèi)轉(zhuǎn)子，使用旋轉(zhuǎn)流體域來(lái)模擬內(nèi)轉(zhuǎn)子周圍的流體，使用靜止流體域來(lái)模擬入口和出口通道中的流體。 浸沒(méi)實(shí)體方法需要分別對(duì)固體和流體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這有點(diǎn)類似于Fluent中重疊網(wǎng)格的準(zhǔn)備，不過(guò)固體區(qū)域不需要挖洞。

圖 2 監(jiān)測(cè)線位置計(jì)算設(shè)置：本案例使用的湍流模型為k-e模型。本案例所用CDF仿真軟件提供了兩種轉(zhuǎn)子-定子模型：基于多坐標(biāo)系方法的凍結(jié)轉(zhuǎn)子（Frozen rotor）模型，以及轉(zhuǎn)子網(wǎng)格移動(dòng)的完整瞬態(tài)（Full transient）模型。本案例使用凍結(jié)轉(zhuǎn)子模型先得出了一個(gè)近似的穩(wěn)態(tài)結(jié)果，再以穩(wěn)態(tài)結(jié)果作為輸入條件使用完整瞬態(tài)模型進(jìn)行了瞬態(tài)分析。

建模 柔性轉(zhuǎn)子部件的3D建模 3D模型由SOLID187單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，如下圖，使用SOLID187單元的默認(rèn)設(shè)置。 從三維幾何進(jìn)行柔性轉(zhuǎn)子部件的軸對(duì)稱建模 下列過(guò)程使用ANSYS Workbench從3D幾何中提取2D軸對(duì)稱幾何： 1. 冰凍下列模型的高亮部分 2.

圖 2 監(jiān)測(cè)線位置 計(jì)算設(shè)置： 本案例使用的湍流模型為 模型。本案例所用CDF仿真軟件提供了兩種轉(zhuǎn)子-定子模型：基于多坐標(biāo)系方法的凍結(jié)轉(zhuǎn)子（Frozen rotor）模型，以及轉(zhuǎn)子網(wǎng)格移動(dòng)的完整瞬態(tài)（Full transient）模型。

軟件涵蓋多種工業(yè)應(yīng)用物理模塊：大氣模擬、煤粉、重質(zhì)燃料及生物質(zhì)的燃燒模塊、電弧與焦耳效應(yīng)模塊、顆粒追蹤模塊、流體機(jī)械轉(zhuǎn)子-定子互動(dòng)模塊等。為適應(yīng)工業(yè)界復(fù)雜的物理問(wèn)題，該軟件具備靈活的二次開(kāi)發(fā)接口。其強(qiáng)大的并行計(jì)算能力，適用于超性能計(jì)算平臺(tái)處理大規(guī)模計(jì)算問(wèn)題。

電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，電機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子是在旋轉(zhuǎn)的，帶動(dòng)周圍空氣運(yùn)動(dòng)，那么和靜止時(shí)的空氣對(duì)流散熱系數(shù)就不一樣，那么在fluent中該怎么設(shè)置呢

domain”右鍵插入“旋轉(zhuǎn)-Rotaing”、“無(wú)滑移-No Slip wall”的hub wall、shroud wall 以及blade wall邊界；選擇Interfaces右鍵插入Interface 邊界命名“domain Interface 1”；采用“Frozen Rotor”-凍結(jié)轉(zhuǎn)子模型，設(shè)置Pitch Angle Side1/2=360°，Mesh Connection

Motor-CAD EMag? 大量參數(shù)化設(shè)計(jì)模板和幾何模型? 結(jié)合2D有限元和解析法? 計(jì)算轉(zhuǎn)矩、功率、損耗、電壓、電流、電感、磁通、電磁力等參數(shù)? 自動(dòng)設(shè)置不同性能和工況計(jì)算。

容積式壓縮機(jī)內(nèi)部涉及到可壓縮的高流速動(dòng)與多相流，由于相間作用復(fù)雜、界面捕捉困難、氣液比高等問(wèn)題，通過(guò)仿真解決壓縮機(jī)內(nèi)部的多相流問(wèn)題存在較大困難，另外壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中存在的共軛傳熱、流固耦合等問(wèn)題，均對(duì)CFD求解器在求解設(shè)置和收斂性上有較高要求。

因此，<strong style="color: rgb(5, 76, 143);">本平臺(tái)底層求解器選型確立為 MRF 模型，并由此引出“冰凍轉(zhuǎn)子法”的工程論證。</strong></p><p><br></p><p>&nbsp;&nbsp;在物理等效性上，MRF 模型不考慮旋轉(zhuǎn)域與相鄰靜止域之間的真實(shí)相對(duì)位移，相當(dāng)于將轉(zhuǎn)動(dòng)部件在其某一瞬態(tài)幾何相位上“凍結(jié)”，進(jìn)而求解該位置下的穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)。

2 仿真分析軟件的選擇及設(shè)置2.1 軟件工具的選擇 在整個(gè)項(xiàng)目中，使用了如下軟件工具：Hypermesh（幾何處理及面網(wǎng)格生成）、Tgrid（體網(wǎng)格生成）、Fluent（吹面舒適性的計(jì)算）。

另一種方法是構(gòu)建包含風(fēng)扇的圓柱形塊，然后使用轉(zhuǎn)子/定子接口將它們連接到周圍的域。本田選擇了第二種方法，結(jié)合凍結(jié)轉(zhuǎn)子接口。雖然這只代表時(shí)間上的快照，但優(yōu)點(diǎn)是魯棒性高和計(jì)算成本低。包含風(fēng)扇的塊與外部空氣域共形連接。圖 3：散熱器和冷凝器前面的反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇結(jié)果完全耦合的 CHT 仿真在空氣動(dòng)力學(xué)性能和熱管理預(yù)測(cè)方面都提供了高度逼真的結(jié)果。

容積式壓縮機(jī)內(nèi)部涉及到可壓縮的高流速動(dòng)與多相流，由于相間作用復(fù)雜、界面捕捉困難、氣液比高等問(wèn)題，通過(guò)仿真解決壓縮機(jī)內(nèi)部的多相流問(wèn)題存在較大困難，另外壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中存在的共軛傳熱、流固耦合等問(wèn)題，均對(duì)CFD求解器在求解設(shè)置和收斂性上有較高要求。