本算例演示利用Fluent计算带有蜗壳的离心泵内流场。

1 问题描述

本算例要计算离心泵几何模型如下图所示。其中泵叶轮上包含5个叶片，叶轮转速1450 RPM。蜗壳出口处质量流量为90 kg/s，入口总压为0 Pa，模拟计算泵产生的压头。

几何模型如下图所示。

叶轮和如下图所示。

2 Fluent设置

• 以3D、Double Precision方式启动Fluent
• 利用菜单File → Read → Mesh… 读取计算网格pump_volute.msh

2.1 General设置

• General采用默认设置

2.2 Models

• 采用SST k-omega湍流模型，如下图所示

2.3 Materials设置

• 从材料数据库中添加材料介质water-liquid (h2o<l>) 

2.4 计算区域设置

• 设置impeller计算区域
• 指定Material Name为water-liquid
• 激活选项Frame Motion
• 指定参数Rotation-Axis Direction为(0 0 1)
• 指定Rotational Velocity为1450 rev/min

• 设置计算区域volute的材料介质为water-liquid

2.5 边界条件设置

• 指定边界impeller-hub相对计算区域的速度为0

• 将计算边界impeller-hub的参数复制给边界blade、impeller-shroud、inblock-hub，如下图所示

• 指定边界inblock-shroud为运动壁面，且速度为绝对静止

• 指定边界inlet的参数
• 指定Gauge Total Pressure为0
• 指定Supersonic/Initial Gauge Pressure为-100 Pa

• 指定mass-flow-outlet-11边界为Mass-Flow Outlet，并指定出口流量为90 kg/s

• 激活工具栏选项Turbo Model，如下图所示

• 点击Turbo Model工具中的Turbo Create… 打开下图所示对话框，如下图所示设置创建分界面

2.6 Methods设置

• 进入Methods设置面板，如下图所示进行设置

2.7 监测物理量

• 如下图所示设置物理量p-out，监测变量为出口总压

• 创建物理量p-in，指定为入口总压

• 创建物理量p-blade，其值为叶片blade上的合压力

• 创建监测表达式head，定义式如下图所示

2.8 初始化

• 进行初始化计算

2.9 计算

• 设置迭代计算

• 表达式监测结果如下图所示

3 计算结果

• 右键选择模型树节点Report Definitions，点击模型树节点Edit…

• 打开的对话框中选择head及p-blade，点击按钮Compute

• TUI窗口中显示结果，如下图所示

• 出口流速分布

• 壁面上压力分布

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• 叶片上压力分布