CFX地流场精确数值模拟教程

1、标准实用文案基于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仓U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创建计算域3

2、.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宀Imort Geometry 宀STEP/IGES （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 Geometry 宀Repair Geometry 宀Build Topology ，设置 Tolerenee ，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 tree 宀Geometry 宀Curves 宀 Color by eount , 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。文档rc=H eFD j!. ii_ i -FrilH C4JBY0I图4修整模型界面2-3创建实体单击 Geometry 宀Creade Body ，详细过程如图 5所示。图5创建实体界面2.4 仓U建 PRAT创建PART，是为了

4、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 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Mesh Edit 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

5、量达到要求后，选择 Output Solver Setup，设置如图10所示CRU1 ECJWEhLMJ I rBEATEfLMTEU.lf晋:vJwn 耳”Z .厂 Lo$ 154v*I Qbta林EM（阿MJE.1 j . *. *. *. 1. 8 il4HiUflFMElsiJCr $i Ai0L. 4 机第 OiD OKKI d ）阴祁 02 口劈。35：|1f .Q7 PALttWI oi、aia afltBKi aft aiunm 00： G9 0艇曲岡图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5g Edi 惦 wi

6、n 汕noo WnftH H%tjU lA M#l乞口左曲点的5苗h Is1 EJXVvmfilhT讦它*!#wTb/“K图11导出网格界面3 CFX-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(Simulation Type ) 创建计算域(Domai n )指定边界条件(Bou ndary Co ndition )指定交界面(Domai n In terface )给 出初始条件(Initial Conditions ) 定义求解控制(Solver Control ) 定义输出数据(Output File & Monitor Points) 写

7、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。MiMMi图12新建文件界面3.3导入网格选择File t Import宀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Basic Settings 中选择材单击domain图标，在弹出的Insert Dom

8、ain中输入计算域名称，离心泵计算分为4个计算区域。在料，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 15-一 :n.xDmi2 比*MufliirxliusaohThcrmJ 白 Mahers 隔dd imIhcirrd EfltrgyTubdV U*FBUe4_ 殳鼻业 卜 c/fenlt -.lt llmo iJc- rji.meTUtdtfXf! MuMCptkn山 rv; V -.：s19mom Ttnf nM胆希賈0图15创建计算域界面3.6指定边界条件中设置相应物理量值。单击Boundary 图标，选择计算域，在 Basic Settings

9、 中选择边界类型和位置，在 Boundary Details离心泵模拟中边界条件一般选择压力进口和流量岀口或者流量进口压力岀口。Bjsm： SCtngis曰Optnri!Mass And fafcunertturriE)OpbonPehtrre PressureFlow c* ectrtnNormal to twradary faadgnOptioniifftrtjfenceMedwn (Ihtersty - 5%)Low llotEnst# t 1%ZeQ Gradiert胡 Y F 1.M w 沪，二 c * 岱.J A e y L - A .： i. -iC 幻：G 一 j二一i4n.

10、一_ 厶 u 一.pwi. p4pBoLrdfiry Det* 5chjcw5Flow RegiwOption3.7建立交界面Hii/l(intensity 1C%) iHtwwity and L aigth ScaleAftd Mr WiWMity ftrtc 霊 and Epsricm h and Eddy WKfrS*y R 4bo k AAd LX貼 ScMt 必时却 Intent*/ and jtoconiputs Land AiXO ConfMXfl Lflnflth图16指定边界条件界面单击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

11、轮和蜗壳、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 183.9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。Hu2ur 住ParUEie- -smut PortPCHJt Pertf ErtarfK : ft !诂 SI 5C*WCkAptfr GonJ：心匚*b &C.iantf4l m Vkw AA-felhr* JANSySU Q *ti图

12、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證 Wr5口JLbtsrFiLHklO；. Jr-t Can VUuTkml.iSHW148:.UT 4I flMWEl M -lu vm V LI 4W璋 cmH和.X *科I9。 t:3-3 t urboibiictTwr t 共14 0 ft pr- rww 1| TKTt_ttii 片 flMOTtadlJ*vur fl.ttk.liUt -ih ” FLmQHI 9 4 9-4 ra*ndvA ? I0RatCFEt UHNiy :JiMi

13、 rin 14hM/l. VM?3 ! n-廿丄 7. CAIftIOV1I AX4 VMtP CTE i *4vPx 1 if 也*IU fl La We ii: incr Bli vcwA.X -wwvjh&v5 K4tn4R 丄押W3. C4K4O-3飞1h 由1审百于Tsia巧事Ik-BwnCwi and TjfarlB-PZXtx* . H一二一 一一一亠二 一|Iwna b-i-wts*FFOWTMPmm T-TTQ wnuniZill tun 4-1 t b 4日工理 OX x V4E* ua iti Ma.图22计算过程界面4 CFX-Post后处理当计算收敛后，进行后处理计算

14、外特性和分析流动特性。4.1计算泵的扬程和效率选择Calculate宀Function calculation，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。0Rl HubLoc-ationE315.1402 N mJ口 ClewTorque cn K 1 Hub心rj r.j图23函数计算界面4.2云图单击contour图标，绘制云图，在 Geometry 页面中设置位置和变量。如图24所示TddikFfe FA SMtiATig 血匸呛i3 IM*DClbck Pi?rwiwRlRl 5houdLdcMnn CakulatorsWPre-twr*00 100

15、 (mk o&oOtmairwCgcisCmVirMdH*UtarwR含乂it ( DefAiHV Mterm Tdbtfe Vimer Chart irteww fcmnent Wiewer R eport WiewefWb Hxw iVariables- Hmksktk巧咖,3.的J七 S中：叙 LCV)4TW 1营仏li畑3 4图24云图界面4.3 矢量图 单击vector图标，绘制矢量图。如图 25所示图25矢量图界面4.4流线图单击Streamline 图标，绘制流线图。如图26所示。CFD-PostI FsliD (?o-ntrnrtioiiXpusp 13 tiirboBsrhiiiiRry 毗hod fl rftf prcntri-TIT no I. rei匸胆区W LW JCWm VBflJU twn EVIj-FQ 4 J 0 6初値畑i 嚼 序Qihc* 商 M&i heqiOMt fplj U*prkocatam wiiiPloii.