FLUENT精典案例#262-轴流泵仿真
FLUENT精典案例#262-轴流泵仿真
本文摘要（由AI生成）：
本文介绍了一个轴流泵仿真的案例，包括网格情况、仿真基本情况、基本结果和使用软件。案例中分别使用滑移网格法和动网格法进行仿真，计算了推力、阻力、扭矩和空化现象。仿真结果仅作为演示，不具备实用价值。
01案例介绍
如下图所示的轴流泵，转速314rad/s，左侧为速度入口，右侧为压力出口，计算推力、阻力、扭矩和空化现象。
02网格情况
两套网格，分别使用GAMBIT（对应仿真使用滑移网格法）和ICEM（对应仿真为动网格法）完成，均为非结构网格，如下述两图所示。
03仿真基本情况
本案例为演示案例，为演示基本操作方式，分别使用滑移网格法和动网格作演示，并在仿真演示中计算了空化效应。
1、瞬态计算
2、湍流模型
3、若需计算空化效应，则开启多相流模型。
使用Mixture模型。
分别设置两相为水和空气，此处将第一相设置为水（一般是多的一相为第一相），第二相设置为空气。
设置空化反应。
4、滑移网格法
使用Mesh Motion选项，开启滑移网格。
5、叶片转速设置
使用相对转速，所以转速值为0，且使用无滑移壁面设置。
6、动网格设置
若使用动网格计算，则需在动网格中设置叶片的运动。说明：使用动网格法时，流体域的处理方式与滑移网格法不同，且使用动网格时不必再使用滑移网格模型。
7、设置交界面
可勾选Matching。
04基本结果
1、动网格法结果
2、滑移网格法结果
说明：仅为仿真基本演示，结果不具备实用价值。
05使用软件
网格分别使用GAMBIT2.4（比较老，不嘲讽）和ICEM15.0（ICEM各个版本没什么变化）。仿真使用FLUENT18.0，有CFD POST15.0（各个版本几乎一样）基本云图出图视频。
06附件——性能预估模型
数值计算很重要的一个目的，就是预测泵的外特性。轴流泵的流场计算结束后，可以分别获得泵进、出口的总能量。叶轮扬程就是叶轮进、出口断面的质量平均总压之差，根据泵进、出口的总能量的差值可以预测泵的扬程H。进口的总能量以进口处的总压Poin来表示；出口处的总能量以出口处的总压Poout来表示。
预测的扬程按下式计算：
式中：ρ—水的密度，为常数；g—重力加速度，也是常数；Δz—叶轮出口与叶轮进口在垂直方向的距离。
根据作用在叶片和轮毂上的压力和粘性摩擦力计算轴扭矩，由此可计算出轴功率，计算的叶轮效率为叶轮产生的有效功率与计算轴功率之比。
效率=出口流量*重力加速度*出口速度/转矩/转速
