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本文以自主研發的某型雙葉片環保泵為研究對象，采用ANSYS CFX和Workbench，基于流固耦合對比分析了不同軸承剛度下轉子系統模態振型、固有頻率及臨界轉速，為類似泵轉子軸承選擇以及結構優化設計提供一定參考。1 數值計算模型及方法1.1結構與參數雙葉片環保泵的結構如圖1所示，轉子系統包括泵軸、前軸承、后軸承、機械密封及葉輪。

，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。

4.仿真分析過程4.1 幾何建立和處理4.1.1幾何模型導入導入STP格式的離心泵幾何模型，該離心泵模型包含葉輪、蝸殼、進口段以及過渡段的流體區域，是表面封閉的模型，在PERA SIM中識別體后將采用MRF模型進行整機流體仿真。

弗朗西斯水輪機由以下幾個主要部件組成： 蝸殼：水輪機轉輪周圍的螺旋殼體稱為蝸殼。水流進入蝸殼后，經過導葉進入葉輪對葉輪做功，蝸殼的橫截面積沿圓周均勻減小，所以流體在不同位置進入葉片時能夠保持接近恒定的速度。導流和支撐葉片：導流和支撐葉片的主要功能是將流體的勢能轉換為動能，并將流體以設計角度引導到工作葉片。工作葉片（葉輪）：工作葉片是水輪機的心臟。

在對數據庫進行詳細分析后，工程團隊能夠了解每個參數對性能的影響。我們發現，在優化風扇性能時，蝸殼是主要的限制因素。因此，我們著手隔離部件，單獨優化葉輪，并設計一種新的蝸殼，以最大限度地減少在優化樣品中觀察到的壓降。圖 3：蝸殼重新設計前后在一個工作點的速度云圖比較優化 #2：葉輪然后我專注于與蝸殼分離的葉輪、ZR 效應和實心壁。

3.3 鼓風機蝸殼的氣流噪聲的改善 3.3.1 問題描述 鼓風機進口段將氣流從進口導入葉輪中間進口區域，在進口至葉輪入口段形成負壓區域，氣流經過葉輪葉片做功后壓力及動能增大，氣流向外側流出并經過蝸殼導向后方HVAC通道。鼓風機進口處表面壓力的分布情況：在靠近鼓風機出口蝸舌的流道位置出現明顯的低壓區域，形成較大的壓力降，不僅造成能量損失，而且容易產生振動和噪音。

另外后處理方式可以采用CFD-post界面來處理，方便易用。 4. 穩態溫升計算 除了利用流體動力學仿真軟件，我們還可以采用穩態溫升計算方法。這種方法基于熱平衡原理，通過計算變壓器內部的熱量產生和散發，得到變壓器的穩態溫度分布。

CFX用戶得到從結構力學、傳熱學到電磁學在內的多物理場耦合整體解決方案。Ansys CFX最新功能介紹Ansys CFX從前處理、求解到后處理提供一系列專門針對旋轉機械的功能更新，以提升仿真精度和計算效率：1.GEKO湍流模型最新添加的GEKO湍流模型由Ansys 湍流模型專家Florian Mentor研發，允許用戶根據需要調整控制參數以定制適合自身問題的湍流模型。

5 計算 退出CFX-Pre，右擊C3:Solution→Update即可開始后臺計算了，計算完成后啟動CFD-Post進行后處理，這里略過，你大概可以獲得如下所示的云圖。

后工段納濾分鹽系統是通過沉淀+砂濾+超濾+納濾將緩沖罐母液中的一價和二價離子分離開來，納濾產水中以一價離子為主送至后續氯化鈉蒸發結晶系統進一步蒸發、濃縮、結晶析出硫酸鈉等；納濾濃水送至雜鹽干化系統，產生少量雜鹽，打包后集中處理。

蝸殼蝸殼是指葉輪出口到下一級葉輪入口或到泵的出口管之間截面積逐漸增大的螺旋形流道。其流道逐漸擴大，出口為擴散管狀。液體從葉輪流出后，其流速可以平緩地降低，使很大一部分動能轉變為靜壓能。蝸殼的優點是制造方便，高效區寬，車削葉輪后泵的效率變化較小。

壓縮機的運行是一個動態過程，因此在模擬時多采用非穩態的仿真計算，但由于較小的時間步長和比較大的求解區域，會導致計算時間長、計算量大等問題；同時想要得到動態的溫度和壓力分布，后處理也會較為復雜。

Fluid Flow - Icing (CFX) 結冰分析（CFX）結冰（CFX）分析系統執行完全的結冰仿真，它包含單元與Ansys CFX組件系統鏈接，使用CFX求解器運行氣流分析，使用DROP3D求解器設置并運行滴落分析，使用ICE3D求解器設置并運行結冰分析，基于冰層堆積顯示網格，在CFD-Post或Viewmerical進行可視化后處理。

同時也可快速導出葉輪、蝸殼、輪轂輪緣型線，可以作為接口文件方便的與其他CAD、網格軟件等進行對接。 （3）CFD仿真通過采用Java對StarCCM+進行二次開發，實現結構模型和CCM+的對接，并且實現了CCM+的自動網格劃分、邊界設置、計算求解和后處理分析。通過與實驗測試對比，驗證了CCM+對風機仿真的準確性比較高。

在這里，迭代50步后并沒有收斂，應該加長迭代步數，這里演示就不繼續計算了，殘差曲線如下。在計算收斂后彈出的后處理窗口中，勾選如下，進入CFD-Post后處理。7、后處理7.1 顯示主管道的流線圖。