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1、CFX5CFX5旋转机械旋转机械TurbomachineryTurbomachineryModelinginCFXModelinginCFX--55吴治永wuzhiyong@atechina.com培训内容¾为什么要用CFD¾CFX软件框架¾CFX5分析步骤¾几何建模¾网格划分¾模型设置、求解¾结果分析¾使用技巧¾压气机和涡轮¾水泵和水轮机¾风扇和风机¾交界面模型¾例子2007-8-30SlideSerialNo.2为什么要用CFD¾旋转机械发展趋势：复杂化、精密化，旋转机械中的流动形式变化多样¾CFD是一种模拟仿真技术，在工程设计中的应用主要在于

2、模拟预测各种流场的流动情况。以预测水泵性能为例，目前在水泵设计中采用的方法主要有三种：¾经验公式1、不能反映微小的设计差异对性能的影响2、只能给出水泵的总体参数¾模型实验¾CFD2007-8-30SlideSerialNo.3为什么要用CFD¾水泵特点：复杂化、精密化，水泵中的水流动形式变化多样。¾CFD是一种模拟仿真技术，在工程设计中的应用主要在于模拟预测各种流场的流动情况。以预测水泵性能为例，目前在水泵设计中采用的方法主要有三种：¾经验公式¾模型实验1、较长的实验周期2、昂贵的费用3、只能给出水泵的总体参数¾CFD2007-8-30SlideS

3、erialNo.4为什么要用CFD¾水泵特点：复杂化、精密化，水泵中的水流动形式变化多样。¾CFD是一种模拟仿真技术，在泵设计中的应用主要在于模拟预测水在泵的入口段、叶轮和涡壳中的流动情况。以预测水泵性能为例，目前在水泵设计中采用的方法主要有三种：¾经验公式¾模型实验¾CFD1、成本低，毋需真实搭建实验台、加工实验件2、速度快，一次分析仅需半小时到两小时3、资料完备且可模拟各种不同的工况，可获得详细的流动细节信息2007-8-30SlideSerialNo.5为什么要用CFD¾三种水泵性能预测方法对比表：经验公式CFD模型实验水泵几何复杂度简单不限

4、不限对经验参数的依赖完全依赖不依赖不依赖预测成本最低较低最高预测周期最短较短最长预测信息量很少最详细较少预测可靠性最差较好最好2007-8-30SlideSerialNo.6CFD的优势¾详细分析¾高质量¾节省时间¾节省开支¾新设计方案快速验证¾自动参数化分析¾基于计算机技术优化设计¾知识继承性2007-8-30SlideSerialNo.7CFD的缺点¾观点:¶CFD不能替代实验¶CFD可以减少试验次数¾试验验证必不可少¾不确定性:¶计算误差¶模型误差(turbulence)¶边界条件¶数值方法的鲁棒性2007-8-30SlideSerialNo

5、.8CFX5软件框架+TASCflow+CFX-4+new-technology=CFX-5Geometry/MeshPhysicsDefinitionSolverPost-processingCFX-CAD2MeshCFX-PreCFX-SolverManagerCFX-Post2007-8-30SlideSerialNo.9CFX5软件框架DesignModelerCADCFX－BladeGenCFX－TurboGridCFX-MeshICEMCFDCFX-PreCFX-SolverCFX-Post2007-8-30SlideSerialNo.

6、10旋转机械例子CFX5分析步骤¾三维CAD建模/数据准备¾划分网格¾设置流动条件¾求解¾查看分析结果2007-8-30SlideSerialNo.12CFX5分析步骤（1）¾三维CAD建模¾用DesignModeler或者专业的三维CAD软件如UG、Pro/E、SolidWorks等建立三维模型。2007-8-30SlideSerialNo.13CFX5分析步骤（2）¾划分网格¾用TASCFlow读入三维CAD模型，划分结构化或非结构网格。2007-8-30SlideSerialNo.14CFX5分析步骤（3）¾设置流动条件¾输入泵入口流量、泵转

7、速等工况参数¾湍流模型¾初始条件¾求解控制等2007-8-30SlideSerialNo.15CFX5分析步骤（4）¾CFX－solve求解2007-8-30SlideSerialNo.16CFX5分析步骤（5）¾CFX－post查看分析结果¾流场分析（压力、速度等等）¾总参数分析（流量、扬程、效率）¾结论2007-8-30SlideSerialNo.17旋转机械分类¾压气机和涡轮航空发动机、蒸汽轮机等¾水泵和水轮机生活用水泵、消防泵等¾风扇和风机电风扇、风机2007-8-30SlideSerialNo.18压气机和涡轮¾设置•TotalEnerg

8、y，ViscousWorkTerm•通常选择k-ε和SST模型•精度选择secondorderhighresolution