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Fluent算例精選|02瞬态滑移網格分析葉輪機械内部流動

本算例使用的軟體:fluent、icem

通過學習本算例您将獲得?

1、學會周期區域建立

2、學會瞬态求解器及滑移網格邊界條件設定

3、學會周期面、滑移面設定

4、學會如何監測壓力脈動(聲學仿真)

5、學會瞬态結果快速傅裡葉變換

思考問題:

計算聲學第一步一般是采用SRS模型計算出高精度流場資訊,對于流場監測點的壓力脈動如果不是周期性變化,是否說明計算有誤?

如何擷取本算例全部原始文檔(mesh、cas、dat)?

Fluent算例精選|02瞬态滑移網格分析葉輪機械内部流動

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目 錄

1. 摘要1

2. 案例描述1

3. 操作步驟2

3.1. 建立工作目錄并啟動Fluent2

3.2. 導入網格檔案2

3.3. General一般設定3

3.4. Models模型設定6

3.5. Materials材料設定6

3.6. Cell Zone Conditions設定7

3.7. Boundary Conditions設定9

3.8. Solution Methods求解方法設定12

3.9. Monitors監視設定13

3.10. Initialization初始化15

3.11. Run Calculation運作計算16

3.12. Post-processing後處理20

4. 本章小結22

1.  摘要

本算例使用ANSYS Fluent 19.0軟體,對軸流壓縮機内部流動進行仿真,文檔内包含詳細的網格導入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數、後處理的設定。通過仿真計算獲得葉輪機械内瞬态流場和溫度場等實體量的分布。

2.  案例描述

本算例仿真的軸流壓縮機系統包含轉子和靜子兩部分,轉子置于前端,靜子置于後端,這是一個非常典型的單級軸流葉輪系統。通過将轉子流域與靜子流域放置在一起進行瞬态求解可以獲得轉-靜流域之間的幹涉。

本算例中整周轉子葉片數為16,靜子葉片數為32,由于葉片數1:2的結構,求解區域可以簡化成為單流道的轉子流域和雙流道靜子流域,1轉-2靜流域的周期角度相同,為22.5°。轉子以37500 rpm轉速運作。

Fluent算例精選|02瞬态滑移網格分析葉輪機械内部流動

本算例中采用的模型及設定概覽:

周期區域建立;

瞬态求解器及滑移網格邊界條件設定;

周期面、滑移面設定。

3.  操作步驟

3.1.  建立工作目錄并啟動Fluent

在硬碟上建立英文名稱的檔案夾(例如SlidingMesh),将網格檔案axial_comp.msh 拷貝至該目錄下。啟動Fluent 19.0,在Fluent Launcher中,Dimension選擇3D,Display Options中勾選Display Mesh After Reading和Workbench Color Scheme,Processing Options選擇Serial,設定使用單核計算(使用者可以根據現有的硬體資源和License授權酌情選擇合适的并行數),更改Working Directory路徑至該網格檔案目錄下,點選OK啟動Fluent 19.0。

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3.2.  導入網格檔案

菜單中點選【File】>【Read】>【Mesh…】,選取網格檔案axial_comp.msh,點選OK導入網格。此時,圖形界面中可以檢視導入的網格。

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3.3.  General一般設定

在最左側的樹中,滑鼠左鍵輕按兩下【Setup】>【General】,進行網格相關的操作以及選擇求解器。

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3.3.1.  檢查網格

選擇菜單欄【Setting Up Domain】>【Mesh】>【Check】,目前提示有兩個未配置設定的交界面。由于此時還未對交界面進行設定,故此warning可忽略。旋轉圖形界面的網格,檢視不同類型邊界以不同顔色顯示:藍色為轉子進口面,紅色為靜子出口面,黃色則為靜子和轉子之間的交界面。

3.3.2.  利用TUI設定網格邊界類型

在TUI界面中輸入Enter鍵,獲得>提示符。

在提示符後輸入mesh/modify-zones/list-zones,敲擊Enter鍵。将會出現所有zone的菜單清單。

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繼續在提示符後輸入make-periodic,敲擊Enter鍵。按以下顯示輸入:

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建立周期面,其餘周期面對也按照同樣的方式完成設定。

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