涡轮机械流体仿真

格物云CAE的 涡轮机械流体仿真模块 基于不可压缩流模块进行开发,支持对含有旋转机械系统的流体区域的流动进行研究。该模块支持定义旋转域和静止域,并搭载了稳态的冻结转子法和瞬态的静子/转子法两种经典方法处理旋转域-静止域交界面的数据传输,实现旋转区域及周边流场的计算,并支持与其他物理模块结合,对更丰富的物理场景进行仿真。

开始仿真

使用格物云CAE网站,我们可以通过下面的几个步骤轻松开启涡轮机械流体仿真!

进入格物云CAE网站

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在页面下方模块栏中选择流体仿真-涡轮机械流体仿真,进入涡轮机械流体仿真介绍截面:

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点击介绍文本下方蓝色开始仿真按钮,弹出创建工程窗口:

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输入工程名称后,点击创建,进入涡轮机械流体仿真界面:

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涡轮机械流体仿真模块树如图所示:

  1. 全局设置

在涡轮机械流体仿真选项卡中,可以对整体的湍流模型、时变特性及算法进行设置,包含了湍流模型、时间格式以及速度-压力算法等,还需要在此处选择模型的静/转交界面的处理方法(即冻结转子法和瞬态转子/静子法)。当选择特定湍流模型时,还需要进行长度尺度或速度尺度的设置。如果想看到更加详细的湍流模型介绍,请点击[湍流模型]

  1. 几何

在几何选项卡中,可直接导入软件默认的几何模型(iges/step/brep/xao),并进行面组或者体组的划分,以便于后续进行网格划分。

  1. 网格

在网格选项卡中,可基于几何选项卡内已导入的几何模型,直接进行划分设置,进行网格划分。也可选择自主导入软件默认的网格格式(med/inp/cbd/cgns),用户需预先把所需的边界面组和体组定义完整,否则在后续的仿真分析中不能选择未定义的面组和体组。

  1. 涡轮机械模型

在涡轮机械模型选项卡中,可对流域中的转子进行定义,包括其转速、旋转轴以及旋转的中心基点。对于包含静子、转子的流场模型,还需要对静子、转子间的交界面进行识别定义。

  1. 全局模型

在全局模型选项卡中,可以定义仿真区域的重力加速度及方向。

  1. 材料

在材料选项卡中,可以计算流体选择为常用的流体介质,如水、空气、氧气、氢气等,包括粘性模型、动力粘度、密度、定压比热容和导热系数。同时也支持用户自定义流体物性

  1. 初始条件

在初始条件选项卡中,可以为流体域赋予一个初始状态,即初始时刻流场的速度、温度及湍流值的定义。如果想看到详细的初始条件设置介绍请点击[初始条件]。

  1. 边界条件

在边界条件选项卡中,可以基于网格内的边界面,为流体域的边界指定边界条件,如入口、出口、壁面、对称面等。同时,也需指定相应热力学边界条件,例如第一类、二类边界条件等。

  1. 体组

在体组选项卡中,可以基于网格模型中预定义的体组,为流体域中的特定区域指定多孔介质模型,或者添加动力源项、压头损失和热源。同时,该选项卡支持进行固体区域的定义,赋予该固体温度、定压比热容和热导率。

  1. 求解器

在求解器选项卡中,用户还可根据自己的需要对求解器进行个性化选择与设置,以满足计算需求。如果想看到选择和设置求解器的详细说明设置介绍请点击[求解器设置]。

在总体求解设置选项卡中,可启闭或选择不同的求解策略设置,例如梯度重建类型、相邻网格拓展方式、压力松弛因子更改、密度变化算法等。

在方程求解设置选项卡中,可对流体方程待求解参数的求解器、残差,以及它们的的求解格式进行设置。

  1. 时间步&资源

在时间步&资源选项卡中,可对时间步和时间步长进行定义,同时可指定仿真计算需要调用的计算核数和后处理结果的输出频率。

  1. 结果配置

在结果配置选项卡中,可以设置输出指定物理量时间平均结果,选择输出的体数据物理量或面数据物理量,设置监测线或监测点上指定物理量的变化过程。

  1. 仿真计算

在所有的仿真参数和条件设置完成后,可以在仿真计算选项卡中提交仿真计算。 当计算结束时,用户可以查看流场内物理场的云图结果,包括速度场、压力场、温度场等。同时用户还可得到计算时的求解日志,来获取计算时的一些重要信息,及错误提醒,方便用户及时找到问题所在,解决棘手问题。

教程案例

案例1-旋转盘周围涡流

案例2-二维旋转釜内流场分析

案例3-Ercoftac泵内流场分析

案例4-Genova泵内流场分析

案例5-轴流风扇流场计算