基于icemcfd对汽轮机末级三维叶片流场网格划分方法优化

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1、第54卷第5期汽轮机技术Vo1．54No．52012年10月TURBINETECHNOLOGY0ct．2012基于ICEMCFD对汽轮机末级三维叶片流场网格划分方法的优化王纯，刘艳梅，周涛，余兴刚，谢诞梅(武汉大学动力与机械学院，武汉430o72)摘要：网格的划分是对工程问题进行数值模拟的重要环节，网格质量的高低直接影响计算结果的精度。在对汽轮机叶片周围流场的数值模拟过程中，较高质量的网格是基础要求，但由于汽轮机末级叶片结构非常复杂，这就加大了其网格划分过程中的难度。为了进一步提高ICEMCFD对汽轮机叶片周围流场网格划分的质量，并针对避免产生“负体积”的问题。提出了一种可以得到

2、高质量网格的方法，并阐述了在实际操作中应该注意的事项。关键词：网格划分；汽轮机叶片：ICEMCFD分类号：TK262文献标识码：A文章编号：1001-5884(2012)05-0324-03OptimizationofMeshGenerationofSteamTurbineLastStage3DBladeFieldBasedonICEMCFDWANGChun，LIUYan-mei，ZHOUTao，YUXing-gang，XIEDan-mei(PowerandMechanicalCollegeofWuhan，Wuhan430072．China)Abstract：Themeshgen

3、erationisanimportantpartofthenumericalsimulationofengineeringproblems．Thequalityofthegriddirectlyaffectstheaccuracyofthecalculationresult．Thelaststageturbinebladehasaverycomplicatedstructure，whichincreasethedifficultyintheprocessofdspartition．However，theflowfieldcomputationaroundthesteamturbi

4、nebladeneedshigherqualitygrid．InordertoimprovethedqualityoftheflowfieldaroundsteamturbinebladeswithICEMCFDandtoavoid“negativevolume”．thispaperputsforwardamethodwhichcangeneratehigh—qualitygrids．What’smore，itillustrateswhatmattersshouldbepaidattentiontoinpractice．Keywords：meshgeneration；Turbin

5、eblade；ICEMCFD作为CAE软件，ICEMCFD可以提供高效可靠的分析模0前言型。它拥有强大的几何模型修复能力、独特的网格生成技术、完善的网格编辑技术以及广泛的求解器支持能力。CFD技术自上世纪50年代出现一直到今天，其技术功ICEMCFD有许多的直接几何接口，可以直接导人多种能不断地强大，从刚开始的只能解决二维势流问题一直到今几何文件，并且拥有众多的求解器接口：如Ansys、CFX、FLU—天可以解决三维湍流非定常解析问题，现在CFD技术已经ENT等。被应用到许多行业中，当然，包括汽轮机流体机械流场的计CFD划分的三维网格类型包括：六面体网格、四面体网算⋯。然而，由于

6、汽轮机叶片的结构过于复杂，前期的网格格、棱柱型网格等。其中，六面体网格在计算精度、变形特划分工作难度很大，特别是对于弯扭叶片来说，其空间分布性、划分网格数量、抗畸变程度及再划分次数等方面比三维很复杂J，想得到高质量的网格并不是很容易。四面体网格具有明显的优势。因此，六面体网格是三维模型鉴于以上情况，本文针对汽轮机叶片流场网格划分时影问题分析的首选网格。在汽轮机叶片周围流场网格划分中，响网格质量的因素进行剖析，通过某型汽轮机末级叶片的计本文的做法是尽可能采用六面体网格。算实例分析网格划分过程中产生“负体积”的原因，并探索出1．2网格质量的评价标准提高汽轮机叶片CFD数值模拟中的网格

7、划分质量的方法。ICEMCFD通过Pre—meshQuality功能对网格质量进行所总结的网格划分操作经验可供同行参考。评价，其依据的参数有很多，其中，比较常用的是：Determi—nant2×2×2，Maxangle，Minangle。1ICEMCFD软件简介Determinant2×2×2参数在有限元分析中的允许范围是0．3～1．0，如果小于0．3，甚至在0附近也有值分布的话就容1．1ICEMCFD基本功能易产生负体积，导致无法进行计算；maxangle值过大的话会收稿日期：