瞬态 CFD 仿真分析在旋转机械计算中的应用旋转机械的 CFD 仿真分析过程中的一个重要内容是确定压差和流量,常规使用的稳态流量分析结果对泵体实际结构比较敏感
本文采纳瞬态 CFD 分析方法,使用 SolidWorksFlowSimulation 仿真分析了某典型泵结构的流场,得到了压差-流量曲线,仿真分析结果与实验数据非常吻合
这种新方法对泵、风机等旋转机械有着较好的计算精度和计算效率
一、引言对于泵阀类产品的 CFD 分析,常规的仿真分析方法通常使用稳态内流场 CFD 分析,但是这种分析技术结果往往依赖于泵体的实际结构:对有些常规泵体可能计算结果比较准确,但对部分结构较为复杂、内部流动不稳定的泵体,分析结果很容易失真,仿真结果数据会严重偏离实验数据
本文根据泵体的实验实测数据,使用 SolidWorksFlowSimulation 进行了大量仿真计算和数据分析,提出了使用瞬态内流场分析来进行泵体的流场分析的方法
该方法操作简单,针对压差-流量曲线的数据点,一次 CFD 仿真可以计算全部数据点
二、泵模型组成该泵是一个常规的泵体模型,包含入口管段和出口管段,中间部分为叶轮,其结构剖视图如图 1所示
三、实验数据对该泵体进行流量与压差测试(具体测试方法见 GB/T18149-2000),得到如表所示实验数据,其中 dP0 为出口端总压与入口端总压之差,Q 为流量
对应压差—流量的曲线如图 2 所示
在传统 CFD 软件中采纳稳态分析方法,与该实验数据进行对比,发现在有些数据点存在非常大的差异
因此,稳态 CFD 分析在有些情况下不适用于该模型
四、瞬态 CFD 仿真分析相关设定为了解决 CFD 稳态计算的问题,我们创新采纳了瞬态 CFD 方法进行计算
其中步长、网格和高级求解控制是本问题的技术核心
由于本问题的复杂性,采纳传统 CFD 软件完全不能被研发工程师及非专业 CF