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 CFD 工程师所掌握。为了便于大家快速掌握及应用于实际工作，我们以 SolidWorksFlowSimulation 软件为例，展示如何解决此类复杂问题。1.FlowSimulation 模型设定使用 FlowSimulation 的向导功能，建立瞬态内流场分析，瞬态分析时间周期设定为 30 秒，并选择局部旋转区域，如图 3 所示。设定的流体是水，环境温度和压力均为常温常压。不考虑模型壁面粗糙度的影响。2.旋转区域设定使用局部旋转区域，设定旋转角速度 1490RPM，如图 4 所示。3.边界条件设定（1）入口端边界条件。设置入口端边界为质量流量，在相关性选项，选择与时间相关...
