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摘 要：隨著吹膜生產(chǎn)線中旋轉(zhuǎn)牽引部件的廣泛應(yīng)用，氣墊輥部件在旋轉(zhuǎn)牽引中扮演著至關(guān)重要的角色。出風(fēng)均勻性作為氣墊輥設(shè)計合理性的重要指標(biāo)，對于薄膜的物理性能和生產(chǎn)效率具有重要影響。本文通過使用Ansys Fluent這一流體力學(xué)數(shù)值模擬軟件，研究了吹膜旋轉(zhuǎn)牽引氣墊輥內(nèi)部的流動行為，并探討了不同設(shè)計參數(shù)對出風(fēng)均勻性的影響。

_ 考慮到計算精度及網(wǎng)格數(shù)量，將流體域拆分為三部分，其中紅色的旋轉(zhuǎn)區(qū)域部分網(wǎng)格加密采用較小的網(wǎng)格尺寸; 三部分相互連接的交界面上的網(wǎng)格是非正則的，及交界面兩側(cè)區(qū)域在交界面位置的網(wǎng)格節(jié)點是不共用的，而是在Fluent中采用Interface進(jìn)行數(shù)據(jù)交互_

本案例利用Fluent中的滑移網(wǎng)格模型（RBM)，對螺旋槳敞水水動力性能問題進(jìn)行了瞬態(tài)仿真計算。該案例僅對4119槳的瞬態(tài)計算進(jìn)行了簡單演示，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。本文僅計算了進(jìn)速系數(shù)為0.4的工況，計算結(jié)果與相關(guān)實驗較為接近。與Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)機(jī)械（一）的結(jié)果相比，瞬態(tài)計算結(jié)果與實驗值更為接近。

1 workbench 設(shè)置1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網(wǎng)格劃分功能的Fluent）2 SCDM 設(shè)置2.1 導(dǎo)入幾何左邊為入口，右邊為出口。3 FLUENT MESHING設(shè)置采用了Fluent meshing進(jìn)行前處理，采用多面體的方法對體網(wǎng)格進(jìn)行劃分。

你將學(xué)到 學(xué)習(xí)如何使用 ANSYS Fluent 高效地設(shè)置并運行旋轉(zhuǎn)設(shè)備的 CFD 仿真。 掌握旋轉(zhuǎn)流場及多相流仿真的前處理、網(wǎng)格劃分及求解器設(shè)置。 獲得流場、傳熱及空化結(jié)果的后處理與分析技能。 通過與實驗數(shù)據(jù)對比來驗證 CFD 結(jié)果，并對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

1 workbench 設(shè)置1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網(wǎng)格劃分功能的Fluent）2 SCDM 設(shè)置2.1 導(dǎo)入幾何左邊為入口，右邊為出口。3 FLUENT MESHING設(shè)置采用了Fluent meshing進(jìn)行前處理，采用多面體的方法對體網(wǎng)格進(jìn)行劃分。

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

_ 考慮到計算精度及網(wǎng)格數(shù)量，將流體域拆分為三部分，其中紅色的旋轉(zhuǎn)區(qū)域部分網(wǎng)格加密采用較小的網(wǎng)格尺寸; 三部分相互連接的交界面上的網(wǎng)格是非正則的，及交界面兩側(cè)區(qū)域在交界面位置的網(wǎng)格節(jié)點是不共用的，而是在Fluent中采用Interface進(jìn)行數(shù)據(jù)交互_

具體的網(wǎng)格劃分如下圖所示：4 FLUENT 設(shè)置4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入導(dǎo)入網(wǎng)格的方式和前幾篇RBM求解的方式相同，先導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)域網(wǎng)格，再通過附加cas的方法導(dǎo)入靜止域網(wǎng)格，有不了解的可以閱讀 Fluent旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)計算（一） 中的4.1部分。然后勾選為瞬態(tài)計算，并選擇壓力基求解器。

模擬與網(wǎng)格我們采用某品牌空調(diào)室外機(jī)作為穩(wěn)態(tài)分析的仿真模型，如下圖所示，左側(cè)與后側(cè)的進(jìn)口流域，以及前側(cè)的出口流域都考慮到計算中，并對空調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化后進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最終網(wǎng)格單元數(shù)868萬，其中，風(fēng)扇葉片的旋轉(zhuǎn)速度是850rpm。

<p>本案例利用Fluent中的滑移網(wǎng)格（RBM）模型，對離心泵性能問題進(jìn)行了瞬態(tài)仿真計算。該案例僅對離心泵的瞬態(tài)計算進(jìn)行了簡單演示，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?

3 FLUENT MESHING設(shè)置采用了Fluent meshing進(jìn)行前處理，采用多面體的方法對體網(wǎng)格進(jìn)行劃分。在b中分別刪除網(wǎng)格內(nèi)域和外域，將其重新組裝，構(gòu)建內(nèi)外域交界面。此處的詳細(xì)設(shè)置將在第二篇文章中進(jìn)行講解。4 FLUENT 設(shè)置4.1 General設(shè)置首先要進(jìn)行靜態(tài)求解，為后續(xù)計算提供穩(wěn)定的初始值。

模擬與網(wǎng)格我們采用某品牌空調(diào)室外機(jī)作為穩(wěn)態(tài)分析的仿真模型，如下圖所示，左側(cè)與后側(cè)的進(jìn)口流域，以及前側(cè)的出口流域都考慮到計算中，并對空調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化后進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最終網(wǎng)格單元數(shù)868萬，其中，風(fēng)扇葉片的旋轉(zhuǎn)速度是850rpm。

具體的幾何模型與邊界條件如下所示：3 Fluent Meshing 設(shè)置3.1 網(wǎng)格設(shè)置采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用六面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。

具體的網(wǎng)格劃分如下圖所示：網(wǎng)格劃分情況可以參考 Fluent meshing 層鋪動網(wǎng)格劃分教程（一） 3 FLUENT 設(shè)置3.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入首先導(dǎo)入網(wǎng)格，由于是三部分網(wǎng)格，因此需要通過附加case的方式，將其余兩部分網(wǎng)格導(dǎo)入，然后勾選穩(wěn)態(tài)計算，具體設(shè)置如下圖所示。

本案例利用Fluent的RBM模型，對TTCP模型氣動性能問題進(jìn)行了仿真計算。相關(guān)設(shè)置見Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)卷弧翼彈箭氣動仿真。本案例以該文章的計算結(jié)果為初始值，展開了旋轉(zhuǎn)卷弧翼彈箭氣動仿真計算。所有設(shè)置一致，因此進(jìn)行如下兩步設(shè)置。注意：由于計算資源，此處計算對網(wǎng)格進(jìn)行了簡化，如果要進(jìn)行準(zhǔn)確計算，請下載相關(guān)案例自行進(jìn)行精細(xì)網(wǎng)格劃分?。?！

”基于創(chuàng)建的“Construction Surface”抽取葉輪水體域）；4、尺寸函數(shù)定義，“Curvature”尺寸函數(shù)定義；“Proximity”尺寸函數(shù)定義；限制“交界面”網(wǎng)格尺寸不超過20mm；5、面網(wǎng)格生成；6、添加兩層邊界層，填充體網(wǎng)格，體網(wǎng)格數(shù)約120萬；三、Fluent MRF求解旋轉(zhuǎn)域定義，葉輪繞“X”軸逆時針旋轉(zhuǎn)

2 SCDM 設(shè)置2.1 導(dǎo)入幾何與Fluent 動網(wǎng)格+高鐵制動盤制動過程仿真(一)一致，因此不做過多闡述：固體域區(qū)域需要注意，各部分命名如下圖：2.2 網(wǎng)格設(shè)置采用Fluent meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，增加固體域網(wǎng)格劃分，不做過多闡述：3 FLUENT 設(shè)置3.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入

20mm； 5、面網(wǎng)格生成； 6、添加兩層邊界層，填充體網(wǎng)格，體網(wǎng)格數(shù)約120萬； 三、Fluent MRF求解 旋轉(zhuǎn)域定義，葉輪繞“X”軸逆時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速340r/min； 定義動域和靜域間的“Interface”；

采用Fluent meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，增加固體域網(wǎng)格劃分，不做過多闡述：采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，層鋪區(qū)域采用四面體網(wǎng)格劃分。