一套PumpLinx泵阀仿真分析攻略
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作者:葉老師,仿真秀專欄作者
導讀:相信很多CFDer初次接觸CFD這個專業名詞應該是在美好的大學時代,那時覺得Gambit、ICEM、CFX、Fluent神一樣的存在著,工作多年,我一直在尋找一款合適的容積泵與閥門流體仿真分析軟件,直到我遇到了PumpLinx。和大名鼎鼎的Fluent等傳統的流體仿真分析軟件相比,PumpLinx進入中國市場稍晚些,功能也不如傳統的流體仿真分析軟件全面,但是,在容積泵與閥門的流體仿真分析領域,PumpLinx的技術優勢可以說是排他的,很高興利用接下來的時間和大家一起探討交流。
一、初識PumpLinx
我是從事容積泵與閥門仿真分析工作的,工作以來,我先后接觸過多款流體分析軟件,如Fluent、CFX、Star CCM+等,這些軟件有各自擅長的領域,但是在容積泵及閥門領域能力稍顯羸弱(個人觀點不喜勿噴)。直到14年左右,一位朋友想我推薦了PumpLinx,其實說實話,那個時候只是抱著試試看的態度,對其也沒有特別期待,當時我使用外齒輪泵為例進行的測試,沒想到結果完全出乎意料,從模型導入到最終提取結果,我只用了一周不到的時間,要知道這對于初學者來說,完全是質的飛越。
那個時候網上關于PumpLinx的功能介紹及操作視頻很少,軟件的幫助文檔寫的又很爛(不是故意黑PumpLinx,是真的很爛),不過還好有仿真分析的基礎,基本操作流程都是類似的,所以學起來并不是很吃力,大約花費了幾個月的時間,我完成了軟件安裝路徑下的所有容積泵和閥門案例的仿真分析,現在回過頭來看,真的很感謝那位朋友介紹PumpLinx給我認識。
二、容積泵和閥門數值模擬的王者-PumpLinx
截止現在,我接觸這款軟件也有5年的時間了,這5年可以說是我和軟件共同成長的5年,借助軟件,我完成了很多重大項目的仿真分析,對于軟件的使用也有了更新的認識,軟件也市場的洪流中也在不斷的成長。接下來,大家跟著我的思路一起來認識容積泵和閥門數值模擬的王者-PumpLinx。
1、界面特征-整潔、易學易用
容積泵和閥門數值模擬的王者-PumpLinx,它集前處理、求解以及后處理于一身,不需要多款軟件之間傳遞數據,提高仿真分析效率,且軟件界面整潔,條例清晰,易學易用。
2、先進的泵閥網格生成模板
從事容積泵和閥門仿真分析的工程師都知道,最難的莫過于對容積泵和閥門的運動部件進行網格劃分及動網格設置。以外齒輪泵為例,如果利用傳統的仿真分析軟件進行轉子部件的動網格設置,編寫UDF是必不可少的,即使經驗豐富的工程師也不敢保證能夠短時間內完成動網格設置。但是PumpLinx可以,利用專業的齒輪泵網格生成模板,成功率幾乎為100%,不但可以實現常規的轉子部件的動網格設置,還可以考慮端面間隙及側向間隙,間隙厚度可以是微米級別的。
3、強大的后處理功能
PumpLinx因仿真分析模型不同會輸出不同的后處理結果,如體積流量、轉子功率、監測點壓力脈動等,在計算中和計算后,可實時查看云圖結果,如壓力云圖、速度云圖、空化云圖等,同時,可快速生成動畫,動畫格式為.gif,方便插入ppt進行工作匯報。
三、外嚙合齒輪泵仿真分析案例
1、幾何模型
下圖為外嚙合齒輪泵流體域模型,包括進口域,轉子區以及出口域。值得注意的是,PumpLinx本身不具備抽取流體域功能,且只接受STL格式的文件,因此,需要在其他CAD軟件中將流體域抽取并分區。
流體域模型
2、前處理
前處理主要包括邊界切分、網格劃分、邊界條件定義以及介質屬性定義等工作,對于進出口域可以采用笛卡爾技術進行網格劃分,對于轉子區域,由于齒輪泵為典型的容積泵,在工作過程中存在著轉子的嚙合與分離過程,因此需要構建高質量結構化網格并設置動網格,最終網格數量為91045。下面給出部分設置過程。
網格結果
3、求解及后處理
PumpLinx自帶齒輪泵設置模板,只需設置轉子轉動中心、齒數以及轉速等基本參數即可進行求解,求解器是在傳統求解器的基礎上進行了二次優化,兼顧求解速度和求解精度。歷時一個半小時即完成了轉子三周的仿真分析。部分計算結果如下所示。
進出口質量守恒
出口體積流量
壓力云圖
空化云圖
四、我的學習心得體會
固化仿真分析流程
多年的仿真分析經歷,使我總結出一套適合自己的仿真分析流程并將其進行固化,我稱其為9步走,將其分享給大家:
- 第一步:模型導入
- 第二步:尺寸查看
- 第三步:幾何切分
- 第四步:網格劃分
- 第五步:創建交互面
- 第六步:選擇物理模型并定義
- 第七步:邊界條件及介質屬性定義;
- 第八步:求解;
- 第九步:后處理
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的一套PumpLinx泵阀仿真分析攻略的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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