CFX的流場精確數(shù)值模擬教程

1、基于CFX的離心泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬基于CFX的離心泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬隨著計算流體力學(xué)和計算機技術(shù)的快速開展，泵內(nèi)部的流動特征成為熱點研究方向，目前應(yīng)用CFX軟件的科研人員還較少，所以將CFX使用的根本過程加以整理供初學(xué)者參考。如有不對之處敬請指教。一、CFX數(shù)值計算的完整流程二、基于ICEMCFD勺離心泵網(wǎng)格劃分2.1 導(dǎo)入幾何模型2.2 修整模型2.3 創(chuàng)立實體2.4 創(chuàng)立PRAT2.5 設(shè)置全局參數(shù)2.6 劃分網(wǎng)格2.7 檢查網(wǎng)格質(zhì)量并光順網(wǎng)格2.8 導(dǎo)出網(wǎng)格選擇求解器2.9 導(dǎo)出網(wǎng)格三、CFX-Pre設(shè)置過程3.1 根本步驟3.2 新建文件3.3 導(dǎo)入網(wǎng)格3.4 定義模擬類型3.5 創(chuàng)立

2、計算域3.6 指定邊界條件3.7 建立交界面3.9 定義輸出控制3.10 寫求解器輸入文件3.11 定義運行3.12 計算過程四、CFX-Post后處理4.1 計算泵的揚程和效率4.2 云圖4.3 矢量圖4.4 流線圖2.1 導(dǎo)入幾何模型在ICEMCFM件界面內(nèi)，單擊File一ImortGeometrySTEP/IGES一般將離心泵裝配文件保存成STEP格式，將離心泵造型導(dǎo)入ICEM如圖3所示。圖3導(dǎo)入幾何模型界面2.2 修整模型單擊GeometryRepairGeometryBuildTopology,設(shè)置Tolerence,然后單擊Apply,如圖4所示。拓撲分析后生成的曲線顏色指示鄰近外

3、表的關(guān)系：green=自由邊，yellow=單邊，red=雙邊,blue=多邊，線條顏色顯示的開/關(guān)Modeltree-Geometry-Curves-Colorbycount,Redcurves表示面之間的間隙在容差之內(nèi)，這是需要的物理模型，Yellowedges通常是一些需要修補的幾何。A KB留心我4 exL.MWZ L獨皿匕如EL*HJV ，爭ll«ip4M> G s-cHnc-Cri0.8Pt:5 口 HEH0E FtdrUI sEl一frfcMa-liiBmi爆，tc-ith cirn i 7_ i ?圖4修整模型界面MThMG sotwG /2-3創(chuàng)立實體單擊Ge

4、ometry-CreadeBody,詳細過程如圖5所示。Fde U* View 力”與MrtpJ_C EB L 與11-*圖5創(chuàng)立實體界面2.4創(chuàng)立PRAT創(chuàng)立PART是為了設(shè)置邊界時使用，在模型樹中，右鍵點擊Part,在出現(xiàn)菜單中選擇CreatePart。以此創(chuàng)立各個部件的part,如圖6所示。圖6創(chuàng)立PAR偌面2.5設(shè)置全局參數(shù)在mesh選項卡中，單擊GlobalMeshSetup,并設(shè)置Maxelement,如圖7所示。圖7設(shè)置全局參數(shù)界面2.6劃分網(wǎng)格對各個部件進行網(wǎng)格劃分，單擊ComputeMesh圖標，選擇網(wǎng)格類型和算法，然后劃分網(wǎng)格。具體如圖8所示。圖8網(wǎng)格劃分界面2.7檢查網(wǎng)格

5、質(zhì)量并光順網(wǎng)格在MesEditMesh界面中，依次單擊圖9所示圖標，檢查網(wǎng)格質(zhì)量并光順網(wǎng)格。IoWridwt FMpq”總聞言<fWMtrr甘就.*此9茶I，一：ttWE 2IFIHAl *二|Hf II :-r+M.-'E丁國人仆仆各Q即/M4X：田 科gtZiUmr4t La* 如咱。立室K 能庠4&3 ) Q» 0桂80制 tks-j ti» 口朝gai u ?。器手中季初必隼|91 0 1 種 gO啕 由»口1 (5劃花叫 百er】a«勒曲血劇'g s<wdQlMKFNiChnCVrm_3廠's圖9網(wǎng)格

6、質(zhì)量檢查和光順2.8導(dǎo)出網(wǎng)格選擇求解器網(wǎng)格質(zhì)量到達要求后，選擇Output-SolverSetup,設(shè)置如圖10所示中】仆題CFBIEl,一二二.m兩HI，!L:lf.VJ-IZ2YmwsO»>0?D/中口藹giotQ?Q。柱犯OMhCil30>US.初曲比Ioiatncxi9B0UR睥理g白口磔（初hQoikVci口社2.9導(dǎo)出網(wǎng)格圖10選擇求解器界面選才¥ Output,將網(wǎng)格文件保存成.CFX5格式，詳細設(shè)置如圖11所示HR不京點6m略iiy HCkJfM S4*m IfSYiCIFX懦臺小的，*1廠'r X7CMM-&«,*Cr

7、al二:-I'll EPir'i!9 II B2s E* V«H / SMHff Wribwi Hm(AMW &i1»&n r bmak"5U11。下時11陰陽5CHCXTCd mm麻 nSiitkuiiPWMw L 吊 xtm號* jQ5，咿;w3d>/4y.W'nlnji1內(nèi)*二戶flf*OI，Jti""SfiM1SeJITk曲衣4W«匕#而Hl&wdJMuBf4EVKftIt1>加¥3Q*禺51)如gfOlW即厘心Fqi電¥成味01p<I3CF

8、X-Pre設(shè)置過程3.1根本步驟新建文件一導(dǎo)入網(wǎng)格ImportMesH一定義模擬類型SimulationType一創(chuàng)立計算域Domaini一指定邊界條件BoundaryCondition一指定交界面DomainInterface一給出初始條件InitialConditions一定義求解控制SolverControl一定義輸出數(shù)據(jù)OutputFile&MonitorPoints一寫入定義文件.defFile并求解。新建文件翻開CFX-Pre界面，在工具欄中單擊“新建文件，彈出NewCase對話框，選擇General,詳見圖12。I-.':':" 鷲二.m_一:?

9、:.然;:":!.-:-！ss:-:-B».<,1<->>»瀚 g:>:w.:.-I .!: -1 .:藍圖12新建文件界面選擇FilefImport-mesh彈出Importmesh對話框，選擇相應(yīng)網(wǎng)格文件即可圖13導(dǎo)入網(wǎng)格界面3.4定義模擬類型如圖14所示，單擊AnalysisType圖標，在Option中選擇Steadystate或者transient圖14定義模擬類型界面3.5 創(chuàng)立計算域單擊domain圖標，在彈出的InsertDomain中輸入計算域名稱，離心泵計算分為4個計算區(qū)域。在BasicSettings中選擇材料,

10、參考壓力，是否轉(zhuǎn)動，在Fluid Models 頁面中設(shè)置湍流模型和熱傳遞，詳見圖 15日sAN施口圖15創(chuàng)立計算域界面rut weTw rvjc'- S dMUTwhrii口審*±VMRrtcten or CcrbEm 2ccH - Ita*3.6 指定邊界條件單擊Boundary圖標，選擇計算域，在BasicSettings中選擇邊界類型和位置，在BoundaryDetails中設(shè)置相應(yīng)物理量值。離心泵模擬中邊界條件一般選擇壓力進口和流量出口或者流量進口壓力出口。3.7日占比舐出間士 Botritiwy Dftais 50vC«6k wO<r+Swjtos

11、Iqt只蛇中/慎5b«nkQptkMX1* 4l f*ifrS5Uifl(雙油總)OptwlOOGOOfPajPelititve Rr省q卦聲已Fig Dw&ttionNotmjito ScoHarybrcitiETubiJencpMednrfl (Intcriifty - 5%)Lw 口Morally . 1%JQJ 號 f出生.:f- s，/ 口k t 岸埠七6 口 V ±1"I 皿Wirw £a&vy Air “rib、i1 .1 ni IKK iMi F 4 luw 站mmI. Lpiol optionEl3 -OptionOpt

12、ionMedhjE (IE er血=s%) Hii(lnterw*y - !?%) mten葡 y an>d LerKh Sc&e Intensity and Eddy Vxootity ；R fttn knd Ecwrbnk and Ecbdy %5cosfty Ratn k And icnglth ScaleDetarjt Intensity wd Jtacon-fujte L !rter&*y sd Auto Ccnnpute L 6r電th Zero圖16 指定邊界條件界面建立交界面單擊DomainInteface圖標，創(chuàng)立交界面，離心泵模擬中有三對交界面，進口和

13、葉輪，葉輪和蝸殼、蝸殼和出口延長段，前兩對交界面類型一般選擇FrozenRotor。詳細信息如圖17所示。單擊SovleControl,在BasicSettings中對差分格式，收斂精度等進行設(shè)置。詳見圖183.9定義輸出控制單擊Outputcontrol,可以設(shè)置監(jiān)控點，詳見圖19,離心泵一般設(shè)置進出口壓力監(jiān)測。圖19輸出控制界面3.10 寫求解器輸入文件單擊Definerun按鈕，彈出如圖20所示對話框，定義文件名稱，單擊Save。啟動CFX-SolveLook m*口 QJtCFX-PrB苜 Tr itr Salter Input Fili?FAesd Wpe: <FX-5oh&#

14、171;r IrpJtFtes (*. ctef)圖20求解器輸入文件界面3.11 定義運行在Define Run對話中，可以添加初始值文件，單擊 Start Run ,開始計算。3.12 計算過程MAASfl.l>»-QI啟動后處理5zrnand.KwaTwrb44B-1h*it.K1.17E«M9.>:獨MA蕈a.»r«04Viiyrb*k)X4U|Xl3耳Illa4eitltmMb餐13；1,Or1事FM,7.yM。上,g”2"fydtn41K«MRi匚eoB4JMflL«a.M"Tiacwvr:J-ub.n£viMB.*.1uel"M-i”*r寸3,工v-klI<c_l警備20S4l*Ci4v*crarvdFi，AqJLjEvyirJ*7njrwm-一*MB1即匚owOat圖22計算過程界面4CFX-Post后處理當計算收斂后