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本案例利用Fluent中的MRF模型，對(duì)螺旋槳敞水水動(dòng)力性能問(wèn)題進(jìn)行了仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)螺旋槳的穩(wěn)態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。本文僅計(jì)算了進(jìn)速系數(shù)為0.4的工況，計(jì)算結(jié)果與相關(guān)實(shí)驗(yàn)較為接近。

本案例利用Fluent中的MRF模型，對(duì)離心泵性能問(wèn)題進(jìn)行了仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)離心泵的穩(wěn)態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。本案例采用的離心泵為8個(gè)葉片，以轉(zhuǎn)速為1200rpm，入口質(zhì)量流量為280kg/s為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)相關(guān)模型，實(shí)際計(jì)算時(shí)采用3m/s的速度入口。

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(jìn)行水泵葉片旋轉(zhuǎn)的一個(gè)仿真，與單一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系模型的區(qū)別在于本案例中存在多個(gè)坐標(biāo)系，葉片旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用一個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，其他部分流體域采用另外一個(gè)坐標(biāo)系； ?實(shí)際情況是葉片通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)靜止的水，本案例采用的是流體域旋轉(zhuǎn)但葉片相對(duì)靜止的方式進(jìn)行近似的穩(wěn)態(tài)計(jì)算求解，需要特別注意旋轉(zhuǎn)部分流體域和葉片的設(shè)置

求解設(shè)置根據(jù)該款旋轉(zhuǎn)機(jī)械的相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算得到該旋轉(zhuǎn)機(jī)械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數(shù)為0.075，為不可壓縮流動(dòng)，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的k-ε Realizable模型。對(duì)于動(dòng)區(qū)域計(jì)算模型，本次穩(wěn)態(tài)計(jì)算選擇了網(wǎng)格靜止不動(dòng)的MRF旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系法，計(jì)算迭代步數(shù)400步，相關(guān)設(shè)置如下。

本案例利用Fluent中的MRF模型，對(duì)螺旋槳敞水水動(dòng)力性能問(wèn)題進(jìn)行了仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)螺旋槳的穩(wěn)態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。本文僅計(jì)算了進(jìn)速系數(shù)為0.4的工況，計(jì)算結(jié)果與相關(guān)實(shí)驗(yàn)較為接近。

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(jìn)行水泵葉片旋轉(zhuǎn)的一個(gè)仿真，與單一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系模型的區(qū)別在于本案例中存在多個(gè)坐標(biāo)系，葉片旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用一個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，其他部分流體域采用另外一個(gè)坐標(biāo)系； ?實(shí)際情況是葉片通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)靜止的水，本案例采用的是流體域旋轉(zhuǎn)但葉片相對(duì)靜止的方式進(jìn)行近似的穩(wěn)態(tài)計(jì)算求解，需要特別注意旋轉(zhuǎn)部分流體域和葉片的設(shè)置

求解設(shè)置根據(jù)該款旋轉(zhuǎn)機(jī)械的相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算得到該旋轉(zhuǎn)機(jī)械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數(shù)為0.075，為不可壓縮流動(dòng)，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的k-ε Realizable模型。對(duì)于動(dòng)區(qū)域計(jì)算模型，本次穩(wěn)態(tài)計(jì)算選擇了網(wǎng)格靜止不動(dòng)的MRF旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系法，計(jì)算迭代步數(shù)400步，相關(guān)設(shè)置如下。

4.3 模型設(shè)置進(jìn)行MRF設(shè)置。4.4 參數(shù)表達(dá)式設(shè)置本案例雖然僅進(jìn)行4°攻角計(jì)算，但在此處進(jìn)行了參數(shù)表達(dá)式的設(shè)置，可以快速更換角度進(jìn)行測(cè)試，后續(xù)也可以進(jìn)行參數(shù)化計(jì)算。此處不展開闡述，有需要的可以查看這兩篇文章進(jìn)行學(xué)習(xí)Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)機(jī)械 、參數(shù)化計(jì)算Fluent NACA2415參數(shù)化仿真計(jì)算（一）。

四、仿真平臺(tái)對(duì)比進(jìn)行Fluent旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)分析時(shí)，所使用的“神工坊”高性能工業(yè)仿真平臺(tái)與其他兩家仿真云平臺(tái)的硬件參數(shù)如下表所示。

<p>本案例利用Fluent中的滑移網(wǎng)格（RBM）模型，對(duì)離心泵性能問(wèn)題進(jìn)行了瞬態(tài)仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)離心泵的瞬態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。本文的相關(guān)設(shè)置依托于<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?

軟件對(duì)各類旋轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)用CFD仿真，內(nèi)容涵蓋泵、攪拌器、制動(dòng)器及電子散熱等應(yīng)用。

圖4 扭矩隨迭代步數(shù)的變化圖5給出了攪拌器不同截面上的速度云圖和矢量圖的分布，從中可以看出流體在攪拌器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)特性及速度分布大小：在槳葉旋轉(zhuǎn)作用下，流體從頂部中間區(qū)域進(jìn)入上部攪拌槳區(qū)域，沿旋轉(zhuǎn)軸往底部流動(dòng)，在底部壁面和擋板作用下往攪拌器頂部流動(dòng)，形成完整的流動(dòng)循環(huán)，有利于物料在攪拌器內(nèi)的混合。當(dāng)槳葉/擋板選型或設(shè)計(jì)不合理時(shí)，會(huì)形成流動(dòng)短路或流動(dòng)死區(qū)的現(xiàn)象，不利于物料的混合及反應(yīng)。

本案例利用Fluent中的滑移網(wǎng)格模型（RBM)，對(duì)螺旋槳敞水水動(dòng)力性能問(wèn)題進(jìn)行了瞬態(tài)仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)4119槳的瞬態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。本文僅計(jì)算了進(jìn)速系數(shù)為0.4的工況，計(jì)算結(jié)果與相關(guān)實(shí)驗(yàn)較為接近。與Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)機(jī)械（一）的結(jié)果相比，瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值更為接近。

</p><p><strong style="color: rgb(0, 176, 80);">參考案例：設(shè)計(jì)探索-帕累托優(yōu)化：靜態(tài)混合器，靜態(tài)混合器的設(shè)計(jì)掃掠</strong></p><p>2. 預(yù)測(cè)功率消耗</p><p>&nbsp;&nbsp;· 準(zhǔn)確計(jì)算攪拌器在特定轉(zhuǎn)速、流體物性下的功率消耗，這是電機(jī)選型和能耗評(píng)估的關(guān)鍵依據(jù)。STAR-CCM+可以非常精確地預(yù)測(cè)功率數(shù)。</p><p>3.

；vt為移動(dòng)坐標(biāo)的平移速度，ω為角速度（vt和ω均是與時(shí)間相關(guān)的變量）； 4、舉例；對(duì)于單槳攪拌器（mixing tank），需定義移動(dòng)參考坐標(biāo)系包圍（encompass）槳葉和槳葉周圍的流體，使用靜止坐標(biāo)為槳葉外部的流體區(qū)域；穩(wěn)態(tài)流動(dòng)條件被假設(shè)在兩參考坐標(biāo)系之間的交界面處，即交界面位置的速度（absolute terms，絕對(duì)速度）必須相同對(duì)于每一個(gè)參考坐標(biāo)系，網(wǎng)格不能移動(dòng)；

對(duì)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的仿真則是通過(guò) MRF 模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Fluent 中常用的多運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系模型包括： SMM（滑移網(wǎng)格模型）,MPM(混合面模型)以及 MRF（多重參考系模型）。考慮到風(fēng)扇中氣體運(yùn)動(dòng)屬于定常流動(dòng)，所以選擇計(jì)算量相對(duì)較少的 MRF 基準(zhǔn)。

因此，ICEM生成的高質(zhì)量結(jié)構(gòu)網(wǎng)格是獲得準(zhǔn)確攪拌釜仿真數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)。 ICEM結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分技術(shù)特別適合化工機(jī)械、過(guò)程裝備專業(yè)的工程師與研究生學(xué)習(xí)，尤其針對(duì)從事攪拌設(shè)備CFD仿真的研究人員。該技術(shù)能幫助流體仿真工程師解決復(fù)雜幾何的網(wǎng)格生成難題，對(duì)需要精確模擬攪拌流場(chǎng)（如混合、反應(yīng)等工業(yè)應(yīng)用）的專業(yè)人員極具價(jià)值。同時(shí)，也推薦CAE軟件應(yīng)用工程師學(xué)習(xí)，以提升其處理旋轉(zhuǎn)機(jī)械網(wǎng)格的專業(yè)能力。