二维离心泵流动模拟上机指导书(fluent)

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1、实验十一二维离心泵流动模拟一、实验目的二、实验原理研究如图所示的二维离心泵，该泵由旋转的叶轮和静止的蜗壳两部分构成。流体从叶轮中央的圆形进口沿径向均匀进入叶轮，经过旋转的叶片作用后，得到能量，从蜗壳出口排出。已知叶轮的叶片数为6，叶轮进、出口直径分别为120mm和220mm，叶片进口安放角（叶片与圆周方向夹角）和出口安放角分别为和，叶片厚度为3mm。蜗壳隔舌角（叶轮中心至蜗壳螺旋线起点的连线与水平夹角）为，出口段扩散角为。图表1二维离心泵示意图图表2UGNX所绘二维离心泵三、实验步骤1、利用Gambit对计算区域离散化和指定边界条件类型步骤1：导入几何模型生成几何模型的方

2、式有许多种，如Autocad，Pro/E，UGNX等，Gambit也自带简单的绘图功能，在这里UGNX绘图。如下图，我们将会给出绘图文件。在UGNX绘完图后，需将结果导出以便Gambit使用，这里导出为Parasolid，生成后缀名为x_t的文件。因为有视频教程，在这里主要写一下主要内容：14在Gambit中选择File/Import/Parasolid命令，选取先前生成的文件11.x_t，则二维离心泵模型被装入到Gambit。结果如图：图表3导入到Gambit的二维离心泵几何模型步骤2：网格划分为了对几何区域划分网格，单击Operation/Mesh/Face/Mesh

3、Face按钮，弹出如图所示的MeshFaces对话框。在Faces列表框中选取蜗壳区域，在Elements列表框中选择Tri(三角形单元)，在Type列表框中选拌Pave(非结构网格)，选中Scheme命令组中的Apply复选框，然后，从Spacing区域的列表框中选择IntervalSize(指定网格间隔)，在文本框中输入10，选中该区域中的Apply复选框，最后选中Options区域中的Mesh复选框，单击Apply按钮，则生成蜗壳内流体区域的网格。14图表4MeshFaces对话框重复上述命令，从Faces列表框中选取叶轮区域，在Spacing文木框中输入“8"，则

4、可生成转轮内流体区域网格。离心泵的网格结果如图所示。图表5二维离心泵网格步骤3：边界条件类型的指定14（1）指定边界类型单击Operation/Zones/SpecifyBoundaryTypes按钮，弹出SpecifyBoundaryTypes对话框在对话框中，进行如下操作：l将Type栏选为Velocity_inlet，在Entity栏选取Edges，并选中叶轮进口圆作进口边界。l将Type栏选为Outflow，在Entity栏选取Edges，并选中涡壳出口边作为出口边界。l将Type栏选为Wall，在Entity栏选取Edges，并选中组成6个叶片的所有边作为壁面边

5、界1.l将Type栏选为Wall，在Entity栏选取Edges，并选中叶轮出口作为壁面边界2(该壁面将在FLUENT的边界条件的指定中改为interior类型）。l将Type栏选为Wall，在Entity栏选取Edges，并选中除出口边外的组成涡壳的所有边，作为壁面边界3。图表6SpecifyBoundaryTypes对话框图表7SpecifyContinuumTypes对话框14（2）设定区域类型单击Operation/Zones/SpecifyContinuumTypes按钮。弹出SpecifyContinuumTypes对话框，该对话框用于指定区域类。l在Type

6、栏选择FLUID，在Entity栏选择Faces，并选中代表叶轮流体的面作为流动区域1。在确认对话框域上方的Add复选框选中的前提下，单击Apply按钮。l在Type栏选择FLUID，在Entity栏选择Faces，并选中代表涡壳流体的面作为流动区域2。最后，选择File/Export/Mesh命令，给定文件名（如11.msh），并选中Export2DMesh复选框，可将上述网格存盘。2.利用Fluent求解器进行求解步骤1：网格文件的读入、检查及显示等选择File→Read→Case将网格导入，选择Display→Grid，显示网格，如图：图表8Fluent中的网格显示

7、选择File→Check对网格文件进行检查，这里要注意最小的网格体积（minimumvolume）值一定要大于0。14网格按比例缩放。在GAMBIT'中，生成网格使用的单位是mm，在FLUENT中默认单位是m，需要缩放。为此，选择Grid/Scale命令，在弹出的ScaleGrid对话框中，在GridWasCreatedIn下拉菜单中，选取mm，然后单击Scale按钮。选择角速度单位。这主要是为了后续定义转动参考系作准备。为此，选择Define/units命令，在打开的SetUnits对话框的Quantities下拉列表中选择