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FLUENT风吹转子转动简单案例

1年前浏览1943
正文共: 744字 16图   预计阅读时间: 2分钟

1 前言

   

    动网格问题有两者类型,一种是主动型动网格,通常这种动网格的边界运动是已知的,如风扇等;另一种是被动型动网格,其边界运动是未知的,由流体作用在上面的力或力矩决定。今天,我们采用6DOF模型做一个被动型动网格案例。

2 建模与网格

   


    建立如下的二维平面模型,入口高度25mm,风速20m/s,计算域原点上有个轴径20mm,含6个叶片且叶片外径Φ50.04mm、厚度2mm的转子。计算此风速条件下,转子的转速。本案例不采用常规的动网格方法,而是采用嵌套网格(overset)方法,感兴趣的读者可以点击文末“阅读原文”查看关于overset用法的历史文章。建模提示,为了方便后处理,可将旋转轴的壁面和叶片的壁面分别建立part。

3 求解设置

   


    采用标准k-e湍流模型。
    入口速度20m/s,出口为压力出口边界,表压0Pa,上下面均为壁面。
创建6DOF属性,假设转子的质量0.1kg,而转动惯量可以通过模型计算而得,为7.4e-7kgm2,注意旋转中心按实际情况设定。
    分别对转子区域的空气、叶片、旋转轴建立动网格。
    采用瞬态求解,时间步长0.001s。

4 计算结果

   


    首先,我们创建一个用户自定义变量,用来计算转子的角速度。对于转子而言,轴壁面的速度除以半径即为角速度(rad/s)。当然,也可以再用一个自定义变量将rad/s单位换算成rpm。
    我们看一下转子的角速度随时间的关系,达到稳态后,转速在820-1100rpm之间正弦变化。
    实际上,在计算过程中,动网格区域也会同时计算刚体的角速度,和我们自定义的基本一致。
    再看一下转子所受转矩的变化情况,达到稳态后,在-0.21~0.05nm之间正弦变化。可以看出,在旋转周期内转子所受的转矩有方向上的变化,也就是角加速度也有正负值。
    最后我们看一下某些时刻转子的转动情况。
来源:仿真与工程
动网格湍流
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-07-05
最近编辑:1年前
余花生
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1条评论
仿真秀0907100819
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1年前
你好!这个仿真模型能分享下吗?
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