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本教程介紹離心泵性能仿真前處理過程，借助Fluent Meshing 2020R1版本中的Fault-tolerant Meshing 工作流，讓離心泵計算域網格劃分變得簡單、高效； 一、SCDM模型處理由Solidworks軟件對離心泵三維模型進行建模，主要包括蝸殼，帶有蓋板的葉輪兩部分；模型導入SCDM中，創建輔助面，封閉葉輪和蝸殼，用于蝸殼和葉輪水體的抽取；

注：本文采用CFX 2019R2進行演示 1 幾何模型 幾何模型來自ANSYS-CFX的教程文檔。下圖是幾何模型的示意圖。這個葉輪有24個葉片，以22360rpm的轉速繞Z軸旋轉。

Ansys拓展與Concepts NREC的合作關系，通過CFD分析軟件與葉片設計軟件的集成，實現端到端工作流程，并加快產品上市進程主要亮點 雙方現在可以在Concepts NREC的AxCent? 3D葉輪機械組件設計中運行面向葉輪機械應用的Ansys CFX?計算流體力學軟件 該合作使設計人員能夠以更高的預測準確性快速評估機器性能，從而縮短設計周期，并提高壓縮機、渦輪機、

周期性網格控制通過Ansys Workbench導入幾何，并應用Ansys Meshing進行網格劃分。為了便于后續Fluent進行周期面的設置，我們可以使用Meshing中的“Match Control”工具對周期面上的網格設置。

周期性網格控制 通過ANSYS Workbench導入幾何，并應用ANSYSMeshing進行網格劃分。為了便于后續Fluent進行周期面的設置，我們可以使用Meshing中的“Match Control”工具對周期面上的網格設置。

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

不過個人感覺自從ANSYS收購了SpaceClaim之后，DM越來越不受待見了（已經連續好多年沒有功能更新了）。不過從功能上來講，DM作為一款幾何前處理軟件功能還是齊全的，另外其還能集成葉輪機械處理功能，與VISTA模塊勾搭的比較緊密，對于做葉輪機械來說，還是不錯的幾何處理軟件。

Ansys TurboGrid采用參數化網格生成模板技術，針對軸流、離心、徑流等多種葉輪機械結構自動提供多種拓撲結構，并可根據葉片扭曲程度自動調整網格質量。

本文用ANSYS有限元軟件對葉輪模態進行數值計算，用LMS模態分析系統對葉輪進行模態試驗分析。

葉輪為循環對稱結構，為加快有限元分析過程，利用ANSYS的循環對稱分析 功能,對一個90°基本扇區進行求解。建模時使全局坐標系的Z軸與葉輪旋轉軸線 對應，建立完整葉輪模型，然后用過輪轂軸線兩個相互夾角為 90°的兩個平面切出 1/4的葉輪模型。

一、模型說明本案例基于ANSYS 2019R3 Workbench平臺，通過BladeGen軟件對離心泵葉輪水體進行建模，導入TurboGrid自動完成高質量六面體網格劃分；蝸殼水體通過ANSYS Meshing自動劃分非結構四面體網格； 拖拽CFX模塊，連接B2單元和C2單元，導入離心泵葉輪網格模型；連接D3單元和C2單元，右鍵更新D3單元，完成蝸殼和葉輪網格模型裝配

體網格陣列Surface Mesh允許添加自定義陣列形式、命名規則。區域管理新版本把Separate功能默認是no。以label的方式而非zone來篩選需要的邊界，支持包含多個實體的Label。Interface Connect有自動和手動兩種方法。Non-Conformal Mesh(測試版）主要是為了解決多個對象之間，使用非共節點的網格連接。

除葉輪區域外，其他流動區域均為靜止的。 網格劃分時，根據流體區域的大小需采用不同類型、不同大小的網格（非結構化的三棱體和四面體網格），將整體網格解析度調至4，并且指定最小壁面厚度為2mm。為了更精確的攫取葉片的曲面幾何網格，需再設定一個局部初始網格（Local Initial Mesh）針對葉片部分再調高曲率解析程度。

如果沒有高質量的幾何圖形作為輸入，meshing性能和精度就無法達到最佳。在進行任何網格劃分操作之前，請確保按預期導入幾何圖形。Ansys建議在將其導入Speos之前檢查CAD幾何形狀的質量。一些軟件編輯提出了專門用于確保CAD數據質量的工具。

1.2三維造型與網格劃分采用三維軟件對雙葉片環保泵的全流道水體（進水段、葉輪、蝸殼、出水段）進行建模，導入ANSYS Meshing軟件進行網格劃分（如圖2）。選擇網格數對泵效率的影響進行無關性驗證（如圖3），確定流體域網格總數約為254萬。轉子結構離散化網格數量42萬，網格節點46萬，網格模型如圖4所示，潛污泵葉輪材料選擇鑄鐵，泵軸材料選擇45鋼。

特別說明隨著計算技術和ANSYS等分析軟件的迅速發展，使得數值模擬和計算流體力學（CFD）成為研究和評價水泵最佳特性的較好工具之一。這種類型的模擬在預測和估計泵性能的許多特性方面非常有用，并且在任何進一步的步驟之前給出了許多解決方案。 因此，在離心泵葉輪優化設計過程中，離不開CFD的支持。

這種改進增加了葉輪和殼體之間與蓋板側的間隙，為泵送含有未溶解氣體的流體創造了理想的條件。計算流體動力學軟件（ANSYS-CFX）用于預測離心泵的水力性能。兩個著名的湍流模型，即重整化群（RNG）k-ε模型和剪切應力輸運（SST）k-ω模型，用于預測流型。通過實驗和非定常數值模擬與穩態數值數據的對比，驗證了計算結果。在確保流場模擬方法的準確性后，通過改變葉輪蓋板直徑對兩臺泵進行進一步的數值分析。