




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文档简介
1、Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryInventory #002446W8-1旋转机械前后处理Turbo Pre and Post教程 8Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-2CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement问题描述下面的简单教程将演示如何在 CFX 前后处理中使用旋转
2、机械模式。此教程模拟了一个轴流式鼓风机。模型包括一个包含风机叶片的旋转域和叶片上下游两个静止域。整个轴流鼓风机具有十张叶片。由于模拟具有旋转周期性,我们将只模拟一个叶片通道状况。冻结转子交界面被用于连接旋转域和固定域。Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-3CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement1.启动 CFX-Pre ,选择 New Simulation 新模拟窗口将被打开2.模拟类型选择 Turbomachine
3、ry ,点击 OK3.选择 File Save Simulation ,存储为 turbo_demo.cfx旋转机械前处理Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-4CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement1.设置机械类型为 Fan2.选择 Rotation Axis 为 Z注意浏览器会显示旋转轴3.点击 Next 基本设置旋转机械模式将使用一种安装向导模式来引领您设置 CFX-Pre 。第一步是基本设置面板:Versio
4、n 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-5CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement部件定义1. 右键点击 Component Definition 中的白色区域,选择 New Component2. 设置 Type 为 Stationary ,命名为 S13. 选择网格文件(Mesh File)为 fan.gtm4. 展开 Available Volumes 框,设置 Volumes 为 INBlock Main网格文件包含三个部件
5、,但 S1 只包含其中一个部件 其它设置采用默认部件定义面板用于导入网格,选择每一部件的转速和设置顶部间隙(如果存在)。先定义第一个固定部件:Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-6CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement部件定义1. 右键点击 Component Definition 中的白色区域,选择 New Component2. 设置类型为 Rotating ,命名为 R13. 设置转速值为 3000 rev
6、min-1旋转方向显示在浏览器中4. 不要选择网格文件。在前面的步骤中已导入了网格,在 Available Volumes 中选择 Passage 5. 展开 Wall Configuration 框,设置机匣和轮毂顶部间隙为 No此步将设置风机的旋转轮毂边界条件和机匣边界条件现在定义旋转部件:Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-7CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement部件定义1. 创建一新固定部件命名为 S22.
7、 在 Available Volumes 下,选择 OUTBlock Main3. 展开 Passages and Alignment framePassages in 360 和 Passages To Model 数会自动分配您可以点击 Edit 按钮改变自动分配值或者使用 Theta Offset ,对于此次模拟不需要这样4. 展开 Region Information 框定义第二个固定部件:Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-8CFX 11.0ANSYS, Inc.
8、ProprietaryWorkshop Supplement部件定义CFX 前处理中的 Region Information 用以识别所关心的网格区域。CFX 前处理将试着自动辨识这些区域,但是某些情况下也许需要手动输入,这取决于在网格文件中是如何为这些区域命名。CFX-Pre 将使用这些区域自动创建边界条件和域交界面,所以此时检查 Region Information 将节省后面的时间。此模拟不需要做任何改变。5. 点击 Next 以继续Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-
9、9CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement物理定义1. 默认的 Fluid, Simulation Type 和 Model Data 对于此次模拟合适2. 选择 Boundary Template 为 P-Total Inlet Mass Flow OutletBoundary Template 对于大多数普通旋转机械边界组合提供了快速设置3. 设置 P-Total 为 0 atm4. 设置 Mass Flow 为 Per Component ,然后输入 Mass Flow Rate 为 0.04 kg s-1所有物理设置,包括流体
10、类型,模拟类型,入口和出口边界条件,交界面类型和求解器参数都在此面板设置。Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-10CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement物理定义5. 改变 Interface Default Type 为 Frozen Rotor6. 展开 Solver Parameters 框7. 设置 Convergence Control 为 Physical Timescale ,其值为 1 / 3000
11、rev/min (选择表达式按钮可输入此值)如此设置了时间尺度为 1/ ,这里 是风机旋转速度。通常设置时间尺度为此特征时间尺度的某一倍速8. 点击 Next 以继续Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-11CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement定义交界面1. 选择每个交界面观察确认交界面已被正确创建存在两个冻结转子交界面,三个周期交界面和一个叶稍附近的交界面用以连接不同的网格区域交界面已被正确创建2. 点击 Nex
12、t 以继续在部件定义面板的 Region Information 区域已经自动创建了交界面。Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-12CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement定义边界1. 选择每一个边界条件观察确认设置正确2. 选择 Next 以继续在部件定义面板的 Region Information 区域和物理定义面板信息中也已经自动创建了边界条件Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, I
13、nc. All rights reserved.Inventory #002446W8-13CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement最后操作1. 设置 Operation 为 Start Solver2. 点击 FinishFinal Operations 面板允许您进入普通模式,启动求解管理器并退出。如果您希望使用 CFX-Pre 的其它功能(边界剖面,CEL等),进入普通模式非常有益,但是仍然需要在旋转机械模式下完成大部分模拟设置。Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights r
14、eserved.Inventory #002446W8-14CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement普通模式如果您已经进入普通模式,使用通常的做法您将观察到所有的域,边界条件和域交界面Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-15CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement求解器和后处理1. 求解管理器中点击 Start Run 2. 一旦求解运行完毕,在后处理中观察
15、结果Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-16CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement旋转机械后处理在 CFX-Post 中,将演示以下特点:自动初始化旋转机械部件调整旋转区域使用三维浏览器显示轮毂和叶片使用 Blade to Blade 浏览器创建矢量图和云图使用子午面浏览器创建矢量图和云图使用旋转机械图表和宏指令使用表格浏览器创建表格并观察Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc.
16、All rights reserved.Inventory #002446W8-17CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement后处理图形界面1. 点击 Turbo 键2. 点击 Initialise All Components对于每一个旋转机械部件,CFX-Pre 将探测哪些区域对应于轮毂,机匣,叶片,入口,出口和周期性区域。CFX-Post 将使用这些信息绘图并制表。您可以手动指定这些区域,或者通过编辑 Turbo 目录中的每一个对象来检查自动指定的区域(部件1(S1),部件2(R1) 和部件3(S2)3. 钩选 Three Vie
17、ws 您可以钩选 Single View 和 Three Views 中的任意一个。三个浏览器将是三维浏览器,Blade to Blade 浏览器和子午面浏览器Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-18CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement三维浏览4. 在 Turbo 目录树中编辑对象 3D View 右图显示了 Details of 3D View 5. 在 Parts to Draw 下,选择 Hub 和 Bla
18、de 6. 在 Instancing 下,设置 Domain 为 R1,设置 # of Copies 为 3 ,点击 Apply7. 接着设置 Domain 为 S1,设置 # of Copies 为 3 ,点击 Apply8. 最后设置 Domain 为 S2,设置 # of Copies 为 3 ,点击 Apply三维浏览器将显示每一部件的轮毂和机匣的三分复制Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-19CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorksh
19、op SupplementBlade-to-Blade 浏览创建矢量图:1. 在 Turbo 目录树中编辑对象 Blade-to-Blade2. 改变 Plot Type 为 Vector3. 设置 Sampling 为 Equally Spaced ,并设置 # of Points 为 4004. 点击 ApplyA Vector Plot is shown in the Blade-to-Blade View5. 改变 Sampling 设置,选择 Vertex ,并点击 Apply速度矢量图将显示Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All righ
20、ts reserved.Inventory #002446W8-20CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop SupplementBlade-to-Blade 浏览7. 在 Details of Blade-to-Blade Plot ,改变 Plot 类型为 Contour ,并选择 Variable 为 Total Pressure in Stn Frame,然后点击 Apply8. 用同样的方法创建速度流线图。改变点数为 1009. 在 Turbo 目录树中双击 3D View 10.激活 Show Blade-to-Blade plot ,并点击
21、Apply 以在三维浏览器中显示 blade-to-blade 流线Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-21CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement子午面浏览1. 在 Turbo 目录树中编辑对象 Meridional 2. 使用 Local Range 生成一压力云图云图将显示在子午面浏览器中3. 现在激活 Show Sample Mesh (在 Details of Meridional Plot 底部附近)网格
22、显示在云图中这阐明了用于创建子午面图形数据的分辨率Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-22CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement旋转机械后处理Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-23CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement制图和宏指令1.
23、 在 Turbo 目录树中Turbo Charts 下双击对象 Inlet to Outlet 2. 增加 Samples/Comp. 数到 203. 检查一些其它图可使用制图和宏指令:Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-24CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement制表1. 在浏览器窗口的底部选择 Table Viewer 键2. 在 Table Viewer 浏览器的工具栏选择 New Table 按钮 ,采用默认
24、名称3. 在单元 A1 中敲入:Mass Averaged Inlet Total Pressure4. 在单元 B1 中敲入方程:=massFlowAve(Total Pressure)S1 Inlet另外一种选择,您可以使用 Table Viewer 工具栏来插入:Function CFX-Post massFlowAve ,然后再插入:Variable Total Pressure 等来创建表达式表格浏览器允许您制表并以 .html ,.csv ,或者 .txt 格式输出。您还可以保存此结果状态,以备后用。接着您将制作一张表格并以 .html 格式输出。Version 1.33/23/2
25、007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-25CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement制表5. 在单元 A2 中敲入:Mass Averaged Outlet Total Pressure6. 在单元 B2 中敲入方程:=massFlowAve(Total Pressure )S2 Outlet7. 在单元 A3 中敲入:Omega8. 在单元 B3 中选择插入:Expression omega ,或者敲入: =omegaVersion 1.33/23/2
26、007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-26CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement制表9. 在单元 A4 中敲入:Filename10.在单元 B4 中选择插入:Annotation File Name Name11.在 Table Viewer 工具栏中点击 Save Table 按钮12.命名为 axial_table.html13.在网络浏览器中打开此文件Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All righ
27、ts reserved.Inventory #002446W8-27CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement旋转机械结果报告CFX Post 会基于模版自动创建结果报告。可以在若干旋转机械指定模版中进行选择。由于旋转机械结果报告只用于单域的情况,我们将关闭此案例,并重新打开,只加载旋转域。1. 主菜单中选择 File Close2. 接着选择 File Load Results.3. 加载结果文件 turbo_demo_001.res4. 在弹出的 Domains to Load 中选择 R1 (包含叶片的旋转域),并点击 OK如果域
28、选择器没有出现,在 Edit Options CFX-Post Files 中激活 Show domain selector before load ,然后重新加载结果文件5. 如果提示加载 Report Template ,点击 NoVersion 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-28CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement旋转机械结果报告1. 主菜单中选择 File Report Report Templates2. 选择
29、Fan Report ,并点击 Load3. 一旦报告生成,点击 Report Viewer 键4. 浏览报告,观察报告都包含了什么内容现在生成一风机报告:Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-29CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement旋转机械结果报告1. 主菜单中点击 Comment 按钮 2. 命名为 User Plots 3. 在 Comment Viewer 中按照下图所示敲入:您可以在报告中添加您自己的图形
30、,表格,图形和注释。接着您将在报告末尾添加一图形,用以显示叶片通道 50% 翼展上的矢量图。Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002446W8-30CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryWorkshop Supplement旋转机械结果报告4. 切换到 Report Viewer ,并刷新报告Refresh 按钮在 Report Viewer 工具栏中新的注解将出现在报告末尾Version 1.33/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inven
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