轴流泵Fluent模拟案例

文章不完整！简单看看可以的。

按照相关老师的书籍画好了三维，然后在水力图上没找到性能参数，这是不是有点尴尬，只能自己先假定一个数据了，简单学一学操作流程先。

下面是画好的流体域模型截面图：

正常需要定义4个体。分别是

• 进口段
• 叶轮域
• 导叶域
• 出口段

但是导叶域和出口段是相连并且都是静止的，所以为了少设置接触或者interface，所以将导叶域和出口段进行合并

三维显示如下：

如果之前有在icem中联系过肘段结构化网格的同志一定会想某些同志一样发问：实际问题中会存在这样的结构吗，这不就见到了，轴流泵因为特殊的结构形式，所以弯管处穿过了轴段，所以肘型管中间有一个空心圆柱，相关视频可在泵小丫云盘（https://pan.7b3.cn）上面找到！

模型在SCDM中创建完成后我们直接导入到workbench中去划分网格等操作。

在workbench中拖入Fluid Fluent模块，然后打开mesh划分网格，打开mesh以后我们先查看软件自动识别的2个接触面，分别是进口段与叶轮进口、叶轮出口和出口段，这个是软件自动识别的，我们只需要确认是否正确就可以了，之所以用mesh划分网格比较方便就是因为你可以免去自己定义interface面的过程。

接下来划分网格

点击mesh，给定全局尺寸为50mm，可以给大点，对叶轮域和导叶域进行单独加密也ok

设置quality下的smoothing为High

mesh右键点击generate mesh开始生成网格，通过查看详细网格生成过程可以看到，mesh生成网格的过程也是先生成面网格，然后优化后再自动生成体网格

直接生成网格报错了，叶轮部分划分网格失败了，正常，我们对叶轮域单独定义尺寸，mesh右键insert选择Sizing，然后选择叶轮域，给定尺寸为10mm，然后重新生成网格

网格创建完成，网格数量150w左右，质量大都分布在0.38以上，应该能正常计算的

接下来对边界进行命名，也就是创建part

关闭网格显示，然后打开面选择按钮，选择进口段的进口面，右键选择creat name selection

创建该面为进口：inlet

先来总结下，我们需要创建的part可以按照流体域去划分如下：

按照上表去创建part就可以了，关于交界面系统默认创建了接触，所以不需要定义。定义完成如下所示

网格划分完成后update就可以了。关闭mesh进入workbench主页面

打开setup模块，设置并行计算数为24（依据个人实际配置设置）

打开fluent后先打开网格显示功能，在Domain-Display下，勾选edge然后display

• scale检查网格大小是否正确，保证网格尺寸与模型尺寸一致
• check检查网格质量，确保不存在负体积

• 设置y方向重力为-9.81
• model中设置湍流模型，为SST K-W
• 从材料库中添加流体材料：water

• 分别设置计算域FLUID_DAOYE、FLUID_YELUN、FLUID_INWATER的材料为水

• 设置叶轮域FLUID_YELUN为旋转域并设置旋转中心坐标、旋转轴和转速，在设置转速之前先设定转速的单位为RPM，在General下的UNITS中选择angular-velocity的单位为RPM并点击list

• 通过模型我们可以看出旋转中心为坐标原点，旋转轴为Z轴，旋转方向根据右手定则判断，四指指向叶轮旋转方向，大拇指方向与旋转轴正方向一致为正，否则为负。方向为Z轴正方向，所以Z轴设置为1

• 设置边界条件

给定inlet为压力进口，进口压力为101325pa，默认设置

给定outlet为质量流量出口，质量流量为160kg/s

分别设置WALL_YELUN_BLADE、WALL_YELUN_HUB、WALL_YELUN_SHROUD边界如下：

• 检查软件默认生成的interface是否合适，interface一般成对存在！

• 监控进口压力、出口压力和流量参数曲线

在Report  Definitions上右击点击NEW/Surface report/Mass-Weighted average，监控出口压力p-out和进口压力p-in

新建一个公式，NEW/Expression，编辑公式为

({p-out}-{p-in})/(998.2*9.81)

• 设定残差

点击Monitors下的Residual，将残差都修改为0.0001

• 初始化。选择standard标准初始化，从inlet初始化

• 设置步数为1200步，开始计算

这里开始计算的话发现一个错误，是无法计算的，直接发散，很奇怪，然后我又回到mesh中删除了软件自动识别的接触，并对交界面重新命名然后再在fluent中手动创建interface面，才可以正常计算了，这个原因暂不知！

• 结果如下

文章还没完，我是边学边整理，所以肯定会有不合适的地方！

下面附上模型下载链接：点我下载

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