离心泵全流场分析教程(一)---Gambit网格划分与边界设置.pdf

1 离心泵全流场分析教程 一 Gambit 网格划分与边界设置 Gambit 是 fluent 的一款前处理软件 可以生成 Fluent 所需要的模型和网格 文件 Gambit 除了自身可以绘图之外 也可以导入各种通用格式的二维或三维图 形 例如 Iges Parasolid Step 等格式 由于一般的三维绘图软件 UG Pro E Catia solidworks 等 功能都比较强大而且易用 所以建议先在三维软件里面做 好曲面或实体 再转换成 Gambit 可读入的格式 最后导入 Gambit 进行网格划分 本节教程就是基于以上思想进行的 使用的三维软件是 Solidworks2010 一 导入实体文件 打开 Gambit 如图 1 点击 Run 进入 Gambit 界面 如图 2 点击 File 点击 Import 选择要导入的文件的格式 图 3 点击 Brose 或直接输入文件所在的地址 图 4 在 Filter 下面输入文件存放的根 目录 图 5 点击 Filter 图 6 找到文件后点击 Accept 点击 Accept 导入的文件如图 7 点击 solver 选择 fluent5 6 如图 8 1 m u e r x i a o CFD 2 2 3 4 m u e r x i a o CFD 3 5 6 7 8 m u e r x i a o CFD 4 二 曲面合并 从导入文件可以看到实体有许多小面 而这些小面会影响到网格的划分 所 以在网格划分之前要把那些小面合并到一起 还有一些狭长的面 如图 9 9 由于导入的实体是从装配图转化过来的 所以图形分了三部分 划分网格也 要分三次进行 在划分网格是可以把不需要划分的部分隐藏起来 这样也有利于 边界条件的设置 隐藏实体的步骤如下 点击右下角的显示图标 会出现对话框如下对话框 如图 10 点击 Volumes 后面的白框 白框变黄色 Volumes 前面的小框变红色 按住 Shift 键 鼠标取你要隐藏的实体 如图 11 在图 10 的 Visible 后面选取 Off 最后 点击 Apply 就会得到图 12 所示的图形 m u e r x i a o CFD 5 10 11 m u e r x i a o CFD 6 12 下面就可以开始合并曲面了 点击右上角 Geometry 下面的的第三项 如图 13 在这里说明一下图 13 的几个图标 Geometry 上面的图标依次是建模 网格划分 边界设置 工具 点 击这些图标 会在 Geometry 下面出现相应的命令图标 如图 13 点击了建模 图标 就会出现点 线 面 体等的命令 13 因为我们要合并曲面 所以要选择面的操作 点击面操作命令 右键点击 Face 下面的第二行第二个图标 出现图 14 的 对话框 这是合并曲面的对话框 按住 Shift 键选取要合并的曲面 点击 Apply 合并后如图 15 在这里我们只要合并前盖板的曲面和后盖板的曲面就可以了 建模 网格划分 边界设置 点 线 面 体 m u e r x i a o CFD 7 14 15 三 网格划分 曲面合并完之后就可以进行网格划分 即使不合并曲面也可以划分网格 不 过合并之后会使网格划分更顺利 点击网格划分图标 点击体网格图标 如图 16 点击 Volumes 后面的白框 按住 Shift 选取叶轮实体 点击 Element 后面的选项 选择 Tet Hybrid 在 Spacing 下面输入网格的大小 大小为 5 点击 Apply 网格正在划分 但是在 Gambit 的命令框里显示了如图 17 的提示 说面 网格出现了问题 此时我们要把部分面的网格先划分 再来划分体网格 其实刚 才我们也应该注意到 Gambit 划分模型网格也是先划分好线网格 再划分表面网 格 最后去划分体网格的 点击右下角的撤销图标 回到上一步 点击面网格图标 选取要划分的面 我们先选取叶片进口边 点击 Element 后面的选项 选择 Tri 在 Spacing 下面输入网格的大小 点击 Apply m u e r x i a o CFD 8 如图 18 再选取叶片的背面和工作面进行网格划分 划分的大小可与体网格的大小一 致 本例子取 5 最后就划分体网格 过程与上面同 最后得到如图 19 的网格 16 17 18 m u e r x i a o CFD 9 图 19 在命令框里面可以看到网格数是 444015 以上是采用四面体非结构网格 这 种网格适应性比较强 适用于结构复杂的实体 但是计算时间稍长 精度有点偏 差 至于偏差多少要进行网格质量检查 这在以后教程里面说明 四 边界设置 网格划分完之后的下一步就是边界条件的设置 对于叶轮来说要设置的 边界面一般有叶轮的进口 出口 叶片 这些都是我们比较关心的部位 泵 进口要设置的边界面一般有进口 出口 与叶轮进口重合的面 至于蜗壳 就是与叶轮出口重合的面和泵的出口 下面仍以叶轮为例 讲述怎样设置边界条件 由于刚才划分了网格 使得叶轮的边线不好辨认 所以我们首先把网格隐藏 掉 点击显示图标 如图 20 在 Mesh 选择 Off 点击 Apply m u e r x i a o CFD 10 20 1 面边界设置 点击边界设计图标 点击面边界图标 选取要设置的面 在 Name 里面输入名字 在 Type 里面选择边界类型 点击 Apply 如图 21 21 下面简要说明一下离心泵分析所用到的边界类型 如图 22 a 进口段 进水的界面设置成 Velocity inlet 速度进口 利用泵的流量除 以进口面就可以得到流速 在出水端与叶轮重合的面设置成 Interface b 叶轮部分 叶轮进口处要设置成 Interface 叶轮出口处和蜗壳进水处重合 m u e r x i a o CFD 11 的面设置成 Interface 叶片设置成 wall c 蜗壳部分 蜗壳进水处要设置成 Interface 蜗壳的出口设置成 Outflow 22 注 1 所有设置的界面都要命好名 以在 Fluent 里面好区分 特别是几个 Interface 比较容易混淆 剩下没有设置的面 Gambit 会自动把他们设置 为 Wall 类型 2 在 Gambit 里面设置的边界条件在 Fluent 里面都可以更改 2 体边界设置 点击边界设计图标 点击体边界图标 选取要设置的体 在 Velocity inle Interface 叶轮与 蜗壳分别设置 Outflow Interface 进水段 与叶轮分别设置 m u e r x i a o CFD 12 Name 里面输入名字 在 Type 里面选择边界类型 已默认是 Fluid 如图 23 点击 Apply 23 各个体的名字也要加以区分 因为没有命名的边界面就是靠它来区分的 至此我们已经把叶轮的网格和边界都设置好了 接下来就按上述的方法取划 分进口段和蜗壳的网格 设置它们的边界 最后得到了如图 24 的图形 图 24 m u e r x i a o CFD 13 五 文件保存 点击 File 点击 Export 选择 Mesh 如图 24 在 File Name 里面填上 保存的地址 点击 Accept 如图 25 最后保存成功的话会在命令框里面有所显示 24 25 六 打开网格文件 打开 Gambit 点击 Run 进入 Gambit 界面 点击 File 点击 Import 选择Mesh 在Type里面选择FLUENT5 6 要看使用是哪个版