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當前工業(yè)界針對該類問題的主流處理模型主要分為兩類：瞬態(tài)滑移網(wǎng)格模型（Sliding Mesh Model, SMM）與穩(wěn)態(tài)多重參考系模型（Multiple Reference Frame, MRF）。

_案例解析 旋轉(zhuǎn)機械_水泵 -MRF-多重參考系模型-

_案例解析 旋轉(zhuǎn)機械_水泵 -MRF-多重參考系模型-

Fluent 中常用的多運動坐標系模型包括： SMM（滑移網(wǎng)格模型）,MPM(混合面模型)以及 MRF（多重參考系模型）。考慮到風扇中氣體運動屬于定常流動，所以選擇計算量相對較少的 MRF 基準。 作為旋轉(zhuǎn)機械仿真中最常使用的模型，MRF 模型計算思路在于：將算法區(qū)間分成數(shù)個運動相互獨立的子區(qū)間，先在各子部分間對流場方程進行求解，通過各部分間的交界面完成流場信息的傳遞。

與現(xiàn)有的試驗數(shù)據(jù)相比，穩(wěn)態(tài)多重參考系(MRF)模型和realizable k-e湍流模型可以適當?shù)夭蹲斤L機的幾個性能特征。 本文所研究的風機為采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子設計的后傾離心風機。

來源：ANSYS資料庫翻譯：上海安世亞太 摘要通過一個后傾離心風機的流動實例，FLUENT得到了驗證。該實例對其流動范圍進行了研究。與現(xiàn)有的試驗數(shù)據(jù)相比，穩(wěn)態(tài)多重參考系(MRF)模型和realizable k-e湍流模型可以適當?shù)夭蹲斤L機的幾個性能特征。 正文本文所研究的風機為采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子設計的后傾離心風機。

（encompass）槳葉和槳葉周圍的流體，使用靜止坐標為槳葉外部的流體區(qū)域；穩(wěn)態(tài)流動條件被假設在兩參考坐標系之間的交界面處，即交界面位置的速度（absolute terms，絕對速度）必須相同對于每一個參考坐標系，網(wǎng)格不能移動；用戶也可以模擬包括多個移動參考坐標系情況，如下圖所示體中包含兩個旋轉(zhuǎn)槳葉并排（side by side），使用三個參考坐標系來進行模擬：靜止坐標系應用到槳葉外部區(qū)域和兩個分開的移動參考坐標系應用到兩個槳葉區(qū)域

1 Fluent天然氣多組分輸運 2 Fluent、LES大渦模擬有意思的流動非定常性 3 水平軸風力渦輪機（HAWT）運動參考系+周期邊界 4 基于Fluent的離心泵葉輪空化模擬 5 油水分離器模擬 6 離心風機

本案例采用MRF多運動參考坐標系方法模擬動域，該方法為穩(wěn)態(tài)計算，求解時間相對較短。當然也可以用滑移網(wǎng)格（mesh motion），只能瞬態(tài)計算，但是，可以模擬實際運動狀態(tài)。按下圖設定旋轉(zhuǎn)域的角速度，FLUENT角速度的方向采用右手定則。本案例設置的旋轉(zhuǎn)軸為+z，角速度為負值，實際上旋轉(zhuǎn)軸為-Z，根據(jù)右手定則，表示的旋轉(zhuǎn)方向如圖所示。

這個APP主要針對雙級折葉渦輪攪拌器，應用多重參考系模型模擬攪拌罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動的過程及結(jié)果。用戶可以根據(jù)輸入?yún)?shù)界面修改槳葉的尺寸、數(shù)量，流體物性以及運行工況等條件，實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)流場的快速仿真。 通過這個APP，用戶可以輕松地了解工業(yè)攪拌機內(nèi)部流場情況。

項目使用穩(wěn)態(tài)多重參考系（MRF）方法及k-omega-SST湍流模式對典型的離心式水泵進行仿真。 通過SIMPLE算法實現(xiàn)了壓力-速度耦合。MRF區(qū)的轉(zhuǎn)速為157.08 rad/s（1500轉(zhuǎn)/分）。

<strong style="color: rgb(0, 176, 80);">參考案例：運動-移動參考系：旋轉(zhuǎn)風扇</strong></p><p><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20250907164314-05.png?

在FLUENT中，采用了多參考坐標系模型（MRF）來模擬攪拌器的旋轉(zhuǎn)運動。通過設置動域和靜域，并定義交界面，實現(xiàn)了攪拌器內(nèi)部流體的動態(tài)模擬。同時，采用了標準的k-ε湍流模型來描述流體的湍流特性。仿真結(jié)果顯示，雙層三槳葉攪拌器在氣液攪動方面表現(xiàn)出良好的性能。后續(xù)可以通過改變結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)對其進行更為細致的數(shù)值模擬，以進一步優(yōu)化其攪拌效果，提高氣液傳質(zhì)效率。

與動網(wǎng)格應用有關(guān)的參考文獻； ##4. 使用動網(wǎng)格進行計算的一些例子。 有關(guān)動網(wǎng)格基礎方面的東西，請具體參考FLUENT User’s Guide或FLUENT全攻略的相關(guān)章節(jié)，這里只給出一些提要性的知識要點。

采用運動參考系來處理泵的旋轉(zhuǎn)； 由于所有的葉片都是相同的，可以通過建模一個具有周期邊界的單一葉片通道來減少計算量。

如果按照詳細的計算方式進行仿真，Fluent 也可以提供多種方法：常用的有穩(wěn)態(tài)的 MRF （多參考坐標系）方法、瞬態(tài)的 SMM （滑移網(wǎng)格）方法和瞬態(tài)的 Overset （嵌套網(wǎng)格）方法，通過詳細的建模和仿真描述，既可以精確的計算各種風扇形狀帶來的影響，也可以準確的考慮風扇的不同轉(zhuǎn)速與散熱效率之間的關(guān)系。