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cfx数值模拟教程kobesu1基于CFX的离心泵内部流场数值模拟基于CFX的离心泵内部流场数值模拟随着计算流体力学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究方向，目前应用CFX软件的科研人员还较少，所以将CFX使用的基本过程加以整理供初学者参考。如有不对之处敬请指教。一、CFX数值计算的完整流程二、基于ICEMCFD的离心泵网格划分2.1导入几何模型2.2修整模型2.3创建实体2.4创建PRAT2.5设置全局参数2.6划分网格2.7检查网格质量并光顺网格2.8导出网格－选择求解器2.9导出网格三、CFX-Pre设置过程3.1基本步骤3.2新建文件3.3导入网格3.4定义模拟类型3.5创建计算域3.6指定边界条件3.7建立交界面cfx数值模拟教程kobesu23.8定义求解控制3.9定义输出控制3.10写求解器输入文件3.11定义运行3.12计算过程四、CFX-Post后处理4.1计算泵的扬程和效率4.2云图4.3矢量图4.4流线图2.1导入几何模型在ICEMCFD软件界面内，单击File→ImortGeometry→STEP/IGES（一般将离心泵装配文件保存成STEP格式），将离心泵造型导入ICEM，如图3所示。图3导入几何模型界面cfx数值模拟教程kobesu32.2修整模型单击Geometry→RepairGeometry→BuildTopology，设置Tolerence，然后单击Apply，如图4所示。拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：green=自由边，yellow=单边，red=双边，blue=多边，线条颜色显示的开/关Modeltree→Geometry→Curves→Colorbycount，Redcurves表示面之间的间隙在容差之内,这是需要的物理模型，Yellowedges通常是一些需要修补的几何。图4修整模型界面2-3创建实体单击Geometry→CreadeBody，详细过程如图5所示。cfx数值模拟教程kobesu4图5创建实体界面2.4创建PRAT创建PART，是为了设置边界时使用，在模型树中，右键点击Part，在出现菜单中选择CreatePart。以此创建各个部件的part，如图6所示。图6创建PART界面2.5设置全局参数在mesh选项卡中，单击GlobalMeshSetup，并设置Maxelement，如图7所示。cfx数值模拟教程kobesu5图7设置全局参数界面2.6划分网格对各个部件进行网格划分，单击ComputeMesh图标，选择网格类型和算法，然后划分网格。具体如图8所示。cfx数值模拟教程kobesu6图8网格划分界面2.7检查网格质量并光顺网格在Mesh→EditMesh界面中，依次单击图9所示图标，检查网格质量并光顺网格。图9网格质量检查和光顺2.8导出网格－选择求解器网格质量达到要求后，选择Output→SolverSetup，设置如图10所示。cfx数值模拟教程kobesu7图10选择求解器界面2.9导出网格选择Output，将网格文件保存成.CFX5格式，详细设置如图11所示。cfx数值模拟教程kobesu8图11导出网格界面3CFX-Pre设置过程3.1基本步骤新建文件→导入网格（ImportMesh）→定义模拟类型（SimulationType）→创建计算域（Domain）→指定边界条件（BoundaryCondition）→指定交界面（DomainInterface）→给出初始条件（InitialConditions）→定义求解控制（SolverControl）→定义输出数据（OutputFile&MonitorPoints）→写入定义文件（.defFile）并求解。3.2新建文件打开CFX-Pre界面，在工具栏中单击“新建文件”，弹出NewCase对话框，选择General，详见图12。图12新建文件界面3.3导入网格选择File→Import→mesh，弹出Importmesh对话框，选择相应网格文件即可。cfx数值模拟教程kobesu9图13导入网格界面3.4定义模拟类型如图14所示，单击AnalysisType图标，在Option中选择Steadystate或者transient。cfx数值模拟教程kobesu10图14定义模拟类型界面3.5创建计算域单击domain图标，在弹出的InsertDomain中输入计算域名称，离心泵计算分为4个计算区域。在BasicSettings中选择材料，参考压力，是否转动，在FluidModels页面中设置湍流模型和热传递，详见图15。图15创建计算域界面3.6指定边界条件单击Boundary图标，选择计算域，在BasicSettings中选择边界类型和位置，在BoundaryDetails中设置相应物理量值。离心泵模拟中边界条件一般选择压力进口和流量出口或者流量进口压力出口。cfx数值模拟教程kobesu11图16指定边界条件界面3.7建立交界面单击DomainInterface图标，创建交界面，离心泵模拟中有三对交界面，进口和叶轮，叶轮和蜗壳、蜗壳和出口延长段，前两对交界面类型一般选择FrozenRotor。详细信息如图17所示。图17设置交界面cfx数值模拟教程kobesu123.8定义求解控制单击SovleControl，在BasicSettings中对差分格式，收敛精度等进行设置。详见图18。3.9定义输出控制单击Outputcontrol，可以设置监控点，详见图19，离心泵一般设置进出口压力监测。cfx数值模拟教程kobesu13图19输出控制界面3.10写求解器输入文件单击Definerun按钮，弹出如图20所示对话框，定义文件名称，单击Save。启动CFX-Solve。图20求解器输入文件界面3.11定义运行在DefineRun对话中，可以添加初始值文件，单击StartRun，开始计算。图21定义运行界面cfx数值模拟教程kobesu143.12计算过程图22计算过程界面4CFX-Post后处理当计算收敛后，进行后处理计算外特性和分析流动特性。4.1计算泵的扬程和效率选择Calculate→Functioncalculation，计算泵的进出口全压和叶轮的扭矩，带入公示计算泵的扬程和水力效率，如图23所示。cfx数值模拟教程kobesu15图23函数计算界面4.2云图单击contour图标，绘制云图，在Geometry页面中设置位置和变量。如图24所示图24云图界面4.3矢量图单击vector图标，绘制矢量图。如图25所示。cfx数值模拟教程kobesu16图25矢量图界面4.4流线图单击Streamline图标，绘制流线图。如图26所示。图26流线图界面