FLUENT仿真精典案例#422-多重参考系法 模拟 螺旋槽干气密封
FLUENT仿真精典案例#422-多重参考系法 模拟 螺旋槽干气密封
1 结构参数
动环外径87mm，内径=61mm，螺旋槽半径76mm，螺旋槽深度3μm，气膜厚2.5um，螺旋角为15°，槽数N=12，槽宽与堰宽之比γ=1.0。
2 边界条件和网格
由于动环的旋转作用使螺旋槽内的气体随螺 旋槽一起运动，因此将螺旋槽内气膜设置为旋转区域( 动域) ，非槽区(堰区、坝区)的气膜设置为静止区域。对于旋转区域使用移动参考 系(MＲF) ，设置转速为 n，对于静止区域，保持默认值。
气膜外径处设置为压力入口( pressure inlet) ，气膜内径处设置为压力出口( pressure outlet)。计算区域两侧 的断面设为旋转周期性边界( rotational periodic) 。与动环接触的所有壁面设定为移动壁面( moving wall) ，给定转速为 n，与静环接触的所有壁面设为静 止壁面( stationary wall) 。动静域交界的平面设置交界面（interface）。
气膜三维模型时，先对气膜在厚度方向上放大1000倍进行网格划分， 仿真时在 Fluent 软件将网格沿厚度方向缩小1000倍，以此解决跨尺度建模和网格划分的问题。使用ICEM纯六面体网格，生成1/12周期网格（亦可生成整体网格）。
3 主要仿真设置
注：使用软件版本为Ansys Workbench 2023R1-SCDM ICEM FLUENT
（1）FLUENT中阵列后的网格
（2）使用压力基求解器，稳态计算
（3）使用层流模型
（4）使用氮气，理想气体
（5）将流体介质赋给流体域，并设置动域的转速
（6）设置动壁面的转速
（7）设置出口压力
（8）设置入口压力
（9）设置周期性边界条件
（10）设置交界面
（11）初始化
4 基本结果
残差曲线
压力云图
速度云图
泄露量
气膜开启力
气膜刚度
K=F/气膜厚度=501.5417N/2.5um
压力沿径向分布
5 参考文献
宋鹏云,邓成香.锯齿形螺旋槽干气密封性能的数值模拟[J].排灌机械工程学报, 2016, 34(12):7.DOI:10.3969/j.issn.1674-8530.16.0022.
6 案例说明
本例使用的模型和参数，与之前做过的#351案例相同，不同之处在于本例使用的是多重参考系法来模拟。粗略看结果与#351大致相同（是否武断未知，原因如下段）。
避免麻烦，未做网格无关性验证很详细的验证，也未对就结果的差别进行细致分析。且未经实验结果验证。
