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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、

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

| 完整三維壓縮機設計下一步涉及將葉輪集成到完整的三維壓縮機中。工程師在CAD軟件中制作出完整流道的幾何形狀，包括入口導葉、葉輪、擴壓器和泵殼。他們將幾何形狀導入Ansys DesignModeler后，Ansys網格平臺生成泵殼套管流體體積內的網格，Ansys TurboGrid自動生成所有葉片部件--進氣導葉、葉輪和擴壓器的六面體網格。

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。

min；定義動域和靜域間的“Interface”；壓力分布云圖；離心泵水力效率計算公式（Fluent 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

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

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。

為了探明葉輪溫度場模型及應力場模型，對于葉輪產生的應力破壞，以離心壓縮機為研究對象，進行基于流固耦合的數值模擬研究，對于離心壓縮機的熱力學特性和可靠性研究具有重要意義。流固耦合是指在流場作用下變形固體的各種行為以及固體變形對流場的交互影響。從CAE實現方式來看，主要有雙向耦合和單向耦合兩種方式，考慮到實現難度和計算成本，本文主要介紹基于Simerics-MP+與ANSYS之間的單向耦合過程。

基于葉輪機械設計-仿真-優化的一體化思路，在ANSYS Workbench平臺上可實現葉輪機械參數化設計、數值分析和優化設計的所有功能，其中一款專業分析軟件——OptiSLang是一款多學科優化、隨機分析、穩健與可靠性優化設計軟件，在真正意義上地進行葉輪機械的快速優化，幫助工程師更高效便捷地進行產品研發設計。

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。

ANSI泵美國國家標準協會（ANSI）泵是世界上最常見的泵類型之一。因此，本文將介紹一些對這種泵很重要的事情。ANSI泵包括可調葉輪間隙設置。基本上有兩種相反的風格，但無論是哪種風格，在啟動前都必須調整到適當的間隙。機械密封也需要調整和設置。注意：必須在設置葉輪間隙后設置密封，否則設置/調整將會發生變化。

離心泵水力效率計算公式（Fluent 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

圖1 鈦合金薄壁件銑削過程有限元仿真流程 在進行仿真計算之前，需要在Solidworks軟件中對泵內流域進行提取和切分，導入到Ansys軟件中的Design Modeler和Meshing模塊，進行前處理，通過布爾運算功能對葉輪流域進行剪切，劃分各部分流域表面以及生成網格，流域模型的網格劃分如圖2所示。