CFX的流场精确数值模拟教程

1、.基于 CFX的离心泵内部流场数值模拟基于 CFX的离心泵内部流场数值模拟随着计算流体力学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究方向，目前应用CFX软件的科研人员还较少， 所以将 CFX使用的基本过程加以整理供初学者参考。 如有不对之处敬请指教。一、 CFX 数值计算的完整流程二、基于 ICEM CFD的离心泵网格划分2.1导入几何模型2.2修整模型2.3创建实体2.4创建 PRAT2.5设置全局参数2.6划分网格2.7检查网格质量并光顺网格2.8导出网格选择求解器2.9导出网格三、 CFX-Pre 设置过程3.1基本步骤3.2新建文件3.3导入网格3.4定义模拟类型3.5创建计

2、算域3.6指定边界条件3.7建立交界面3.8定义求解控制;.3.9定义输出控制3.10写求解器输入文件3.11定义运行3.12计算过程四、CFX-Post后处理4.1计算泵的扬程和效率4.2云图4.3矢量图4.4流线图2.1导入几何模型在 ICEM CFD软件界面内， 单击 File ImortGeometrySTEP/IGES（一般将离心泵装配文件保存成STEP格式），将离心泵造型导入ICEM，如图 3 所示。图 3导入几何模型界面2.2修整模型;.单击GeometryRepair Geometry Build Topology，设置Tolerence ，然后单击Apply ，如图 4 所示

3、。拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：green= 自由边， yellow= 单边， red= 双边， blue=多边，线条颜色显示的开 / 关 Model treeGeometry Curves Color by count， Red curves表示面之间的间隙在容差之内 ,这是需要的物理模型，Yellow edges通常是一些需要修补的几何。图 4修整模型界面2-3 创建实体单击GeometryCreade Body，详细过程如图5 所示。图 5创建实体界面;.2.4创建 PRAT创建 PART，是为了设置边界时使用，在模型树中，右键点击Part ，在出现菜单中选择Create

4、Part。以此创建各个部件的part ，如图 6 所示。图 6 创建 PART界面2.5设置全局参数在 mesh选项卡中，单击 Global Mesh Setup ，并设置 Max element ，如图 7 所示。;.图 7设置全局参数界面2.6划分网格对各个部件进行网格划分，单击Compute Mesh图标，选择网格类型和算法，然后划分网格。具体如图 8 所示。;.图 8网格划分界面2.7检查网格质量并光顺网格在 MeshEdit Mesh 界面中，依次单击图9 所示图标，检查网格质量并光顺网格。图 9网格质量检查和光顺2.8导出网格选择求解器网格质量达到要求后，选择Output Solv

5、er Setup ，设置如图10 所示。;.图 10选择求解器界面2.9导出网格选择 Output ，将网格文件保存成 .CFX5 格式，详细设置如图11 所示。;.图 11导出网格界面3CFX-Pre设置过程3.1基本步骤新建文件导入网格（ Import Mesh） 定义模拟类型（ SimulationType） 创建计算域（Domain） 指定边界条件（ Boundary Condition） 指定交界面（ Domain Interface） 给出初始条件（ InitialConditions ） 定义求解控制（ Solver Control ） 定义输出数据（ Output File&

6、MonitorPoints ） 写入定义文件（ .def File）并求解 。3.2新建文件打开 CFX-Pre 界面，在工具栏中单击“新建文件”，弹出New Case 对话框，选择 General ，详见图 12。图 12新建文件界面3.3 导入网格选择 File Import mesh，弹出Import mesh对话框，选择相应网格文件即可。;.图 13导入网格界面3.4定义模拟类型如图 14 所示，单击Analysis Type图标，在 Option 中选择 Steady state或者 transient。;.图 14定义模拟类型界面3.5创建计算域单击 domain 图标，在弹出的I

7、nsertDomain 中输入计算域名称，离心泵计算分为4 个计算区域。在Basic Settings中选择材料，参考压力，是否转动，在Fluid Models页面中设置湍流模型和热传递，详见图15。图 15创建计算域界面3.6指定边界条件单击 Boundary图标，选择计算域，在BasicSettings中选择边界类型和位置，在Boundary Details中设置相应物理量值。离心泵模拟中边界条件一般选择压力进口和流量出口或者流量进口压力出口。;.图 16指定边界条件界面3.7建立交界面单击 Domain Interface图标，创建交界面，离心泵模拟中有三对交界面，进口和叶轮，叶轮和蜗壳

8、、蜗壳和出口延长段，前两对交界面类型一般选择Frozen Rotor。详细信息如图17 所示。图 17设置交界面;.3.8定义求解控制单击 Sovle Control，在 Basic Settings中对差分格式，收敛精度等进行设置。详见图18。3.9定义输出控制单击 Output control，可以设置监控点，详见图19，离心泵一般设置进出口压力监测。;.图 19输出控制界面3.10写求解器输入文件单击 Define run按钮，弹出如图20 所示对话框，定义文件名称，单击Save。启动 CFX-Solve 。图 20求解器输入文件界面3.11定义运行在 Define Run对话中，可以添加初始值文件，单击Start Run，开始计算。图21 定义运行界面3.12计算过程;.图 22计算过程界面4CFX-Post 后处理当计算收敛后，进行后处理计算外特性和分析流动特性。4.1计算泵的扬程和效率选择 Calculate Functioncalculation，计算泵的进出口全压和叶轮的扭矩，带入公示计算泵的扬程和水力效率，如图23 所示。图 23函数计算界面4.2云图;.单击 conto