(完整word版)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(jì)算流體力學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，泵內(nèi)部的流動(dòng)特征成為熱點(diǎn)研究方向，目前應(yīng)用CFX軟件的科研人員還較少，所以將CFX使用的基本過程加以整理供初學(xué)者參考。如有不對(duì)之處敬請指教。一、CFX數(shù)值計(jì)算的完整流程二、基于ICEMCFD的離心泵網(wǎng)格劃分2.1導(dǎo)入幾何模型2.2修整模型2.3創(chuàng)建實(shí)體2.4創(chuàng)建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CFX-Pre設(shè)置過程3.1基本步驟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)建計(jì)算域3.6指定邊界條件3.7建

2、立交界面3.8定義求解控制3.9定義輸出控制3.10寫求解器輸入文件3.11定義運(yùn)行3.12計(jì)算過程CFX-Post后處理4.1計(jì)算泵的揚(yáng)程和效率4.2云圖4.3矢量圖4.4流線圖四、導(dǎo)入幾何模型在ICEMCFD軟件界面內(nèi)，單擊File-ImortGeometry-STEP/IGES（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)入幾何模型界面修整模型單擊GeometryfRepairGeometryBuildTopology,設(shè)置Tolerence,然后單擊Apply,如圖4所示。拓?fù)浞治龊笊傻那€顏色指示鄰近表面的關(guān)系：green=自由邊，yello

3、w=單邊，red=雙邊，blue二多邊，線條顏色顯示的開/關(guān)ModeltreeGeometryfCurvesfColorbycount.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(bǔ)的幾何。塚TCfTWC7FDI7-H_1=畫rOMocl匸：HT石EnWF-:j1.PARirq3xfX.lluHen肝占寸血etk罰酣i-tutidJTItopfGtierfflwhaFotirdhaMofwiUFWH-scesRum厶jiiaflFstce6UncorwwthedrtrhcamidEilWffijwne則y*WW4血5亦OKfOCMPk

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6、：*j:j_；:,.:-：.呎、3Ol第也稱血比IO25.J&3CH0WMPtlos-oxcmmidL(W：lQl血朗目3a-OEKFI亦伽.也獻(xiàn)3=|GO郵豳0闔圖10選擇求解器界面2.9導(dǎo)出網(wǎng)格選擇Output,將網(wǎng)格文件保存成.CFX5格式，詳細(xì)設(shè)置如圖11所示。tfULil：ltfjAlEfflAL.U-PCftLlEOATEAlIS*!11.1.KFEFWAE_IHE-山lErUlTL口5C_I帥WTERFEr54JZ弓廿EtS6*iuuQZ3r加如c*qfSftrnnirek*wrGEtfiorr,.亍r8M4KTSjdmWplth4CjiM廣血薩店Ou*.曲耳如kIVi?-55蟲

7、*n1UMrOasSjriTjrinvnHte5耐ndlanboiBJ倉Ic口ci旺fltr占8i軸切阿ndgwhv映口畑mi旳I*?4T3PW1K1倍*U下咖柑】pf圖11導(dǎo)出網(wǎng)格界面3CFX-Pre設(shè)置過程3.1基本步驟新建文件一導(dǎo)入網(wǎng)格(ImportMesh)定義模擬類型(SimulationType)創(chuàng)建計(jì)算域(Domain)指定邊界條件(BoundaryCondition)指定交界面(DomainInterface)給出初始條件(InitialConditions)定義求解控制(SolverControl)定義輸出數(shù)據(jù)(OutputFile&MonitorPoints)寫入定義文件(

8、.defFile)并求解。3.2新建文件打開CFX-Pre界面，在工具欄中單擊“新建文件，彈出NewCase對(duì)話框，選擇General,詳見圖12。圖12新建文件界面遂滋逐篆僦篆僦篆:縫遂遂遂-:.:-:.:-:-:-j-:5-:-j-:5-:-j-:5-:-j-:5-:-j-:5-:-i:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.a総議緞塗総霧綴綴綴綴aa耀総和総一W鑿邂豫變耀邂豫變緞耀變媲耀鑿II-:.:-:.:-:-:-j-:5-:-j-:5-:-j-:5-:-j-:5-:-j-:5-:-i:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:

9、.a総議緞塗総霧綴綴綴綴aa耀総和総一W鑿邂豫變耀邂豫變緞耀變媲耀鑿II-:.:-:.:-:-:-j-:5-:-j-:5-:-j-:5-:-j-:5-:-j-:5-:-i:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.:-:.a鑿縫釁耀総釁釁釁釁鑿饗鑒11HBII心13SB絡(luò)B鑒釁耀総釁釁釁釁鑿饗鑒11lisBiBJiII心13SB絡(luò)B鑒釁耀総釁釁釁釁鑿饗鑒3.3導(dǎo)入網(wǎng)格選擇FileImportmesh，彈出Importmesh對(duì)話框，選擇相應(yīng)網(wǎng)格文件即可。*im訥atIonCdirtrof潮匸mif如u業(yè)口毗GflS-PCptMWHSCFI-Pre:Vnifiiaifcffi

10、dCtrl+5熠SdrM-CatAE.W.B.B.B.11Aniyfls如運(yùn)品雅Ncdonw4hiwbeenifctinrf,圖13導(dǎo)入網(wǎng)格界面定義模擬類型如圖14所示，單擊AnalysisType圖標(biāo)，在Option中選擇Steadystate或者transient。BOptkm匸岳凰安食口-U洛乘-町曲-E血咼匕就圍兇/巨3Jt1B出誰山區(qū)用OJinfiAnJikTypeqFAn-iryin-TvpeinFtimArMlvii1Exletnisi5oi*wCouotngU.UOIJ圖14定義模擬類型界面創(chuàng)建計(jì)算域單擊domain圖標(biāo)，在彈出的InsertDomain中輸入計(jì)算域名稱，離心泵

11、計(jì)算分為4個(gè)計(jì)算區(qū)域。在BasicSettings中選擇材料,參考?jí)毫?，是否轉(zhuǎn)動(dòng)，在FluidModels頁面中設(shè)置湍流模型和熱傳遞，詳見圖15。Fi吃mBiiaiiriiANS圖15創(chuàng)建計(jì)算域界面指定邊界條件單擊Boundary圖標(biāo)，選擇計(jì)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(jìn)口和流量出口或者流量進(jìn)口壓力出口。LTctdPfessur(stable)JOO疏10PaJPressureecttcnB曰33.7圖16指定邊界條件界面建立交界面單擊DomainInterface圖標(biāo)，創(chuàng)建交界面，

12、離心泵模擬中有三對(duì)交界面，進(jìn)口和葉輪，葉輪和蝸殼、蝸殼和出口延長段，前兩對(duì)交界面類型一般選擇FrozenRotor。詳細(xì)信息如圖17所示。圖17設(shè)置交界面定義求解控制單擊SovleControl，在BasicSettings中對(duì)差分格式，收斂精度等進(jìn)行設(shè)置。詳見圖18。定義輸出控制單擊Outputcontrol，可以設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，詳見圖19，離心泵一般設(shè)置進(jìn)出口壓力監(jiān)測。IMS同CJ*bANSCM:r01rtorsHorsandyp#w-G*crwfHnvatihilCfitniil!|Hdtr：Ffltsuw員1*11*和F滬珀社.El.電也Mordor-MfritnrRroekiAk-垃0和

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14、9nFrarm工、圖19輸出控制界面寫求解器輸入文件單擊Definerun按鈕，彈出如圖20所示對(duì)話框，定義文件名稱，單擊Save。啟動(dòng)CFX-Solve。J二1石LookIn；A9礙Vii1:eSolderInputF1L&blafnFteTiame:umamed.deFftesoftype:CFX-SolvcrInputFilesC*.cfeF)Cartel11,1CFXcwnpJteIKLSC1L3一Jpunliuvbu曲fileiSynoue_JUCSSSCJ我的堆蚪圖20求解器輸入文件界面定義運(yùn)行在DefineRun對(duì)話中，可以添加初始值文件，單擊StartRun,開始計(jì)算。_J(-

15、目二5ST?rrl-nsKinMoRim陽rUUm警爭3丹旳耶血曬站IdMom期G；竽jrfamWgilsODrM-tiryF;3&tdWbuklKnlx*3*r-K9.C4IHE117-S1.1；-ST40-77電Mb伊生込章1.f41MI4侶-13.14V*rbkJDl1.SI!037t5*3.viiefe9.1rilwKn-adair3.Z3-E-41JLD-O1Fl.l?ELUSLFW7?.4KUOD.D43T1u宜UWSbiiura.&-7*_T*1注.041*04:T或冃LjbIwe1WHcaput-ax.rLFir3IJo*tTh-riln4:Tu*H#r341IrM：aJJJ=

16、UzFV匕止vwhdn14;46-eJ4.tilhi*iniih*Mhr&MEaT4aiv-fel1cJ:-+iteivKRBduxc-d-rruO-KE-lwsAnmCFW34lV-fe3mVBt-vl-a1w=-i&t；amBtfl:lvii3aPucioa_achinwryCrifBT-QVEorw1|TQT_Odlthj：ifs.砒ch*甘芻(MIXJuuEimiJvtdi-0IKrsi*jl圖22計(jì)算過程界面4CFX-Post后處理當(dāng)計(jì)算收斂后，進(jìn)行后處理計(jì)算外特性和分析流動(dòng)特性。4.1計(jì)算泵的揚(yáng)程和效率選擇CalculateFunctioncalculation,計(jì)算泵的進(jìn)出口全壓

17、和葉輪的扭矩，帶入公示計(jì)算泵的揚(yáng)程和水力效率，如圖23所示。TmtrciiiennR1HFWeis.naatNmj吊nrqwnn衛(wèi)IHtihnlorcu.limiiuhuhuhuhuhuhuhiiifflff!樓尊注遠(yuǎn)述、R1Hub:I31訃J圖23函數(shù)計(jì)算界面4.2云圖單擊contour圖標(biāo)，繪制云圖，在Geometry頁面中設(shè)置位置和變量。如圖24所示CFU-fostF23Dccinst-Euctxnpiup忍turbOH.ach.iiieryAetiicrd1r-etpe監(jiān)一亡lJil_aDOBzesFl#fdStTmIj活，工忸-no(*LflcatonCutknaYAfiat4BSE

18、kpfcsskwCakuiators玄腫&0魂於Q愆同畐邑閃溺EDtJMJB.J4gEl七s-氨聯(lián)題述n?aVtCW1CiiPfCWllJF1Vi#wWwLiWb3DTnewwTdMVtewetLChartViewerCcrmerrt:viewerReportWewer主47Tm3雖Q.1ODtm)050WMEE-Lls-grrLVLalLiun-armJPluLsCohtoixH氓DrfsjftTraTtfwim|71JJteFdhJtLesmd_Vta3Wrr&fng-REgIQTl睜Trf:l#P*ge0FJeftepcetMeihRgcrtP.CPGFRra=tE4n尸mw匚于li3a3fc*-9O5圖24云圖界面矢量圖單擊vector圖標(biāo)，繪制矢量圖。如圖25所示。巧(MewMinrithgno.4BISI_0WIr315圖25矢量圖界面流線圖單擊Streamline圖標(biāo)，繪制流線圖。如圖26所示。網(wǎng)曲出蛍卍didi址I曾5中食蛙&遇I丁CFD-Post:F:l3IicontmetiDiikpup13tu