CFX案例 | 03 离心压缩机叶轮

本文摘要（由AI生成）：

本文主要介绍了使用CFX模拟离心压缩机叶轮气动性能的过程。首先，通过BladeGen定义几何，然后生成网格，接着进行CFX前处理，最后进行计算并得到速度流线图。

本文利用CFX模拟离心压缩机叶轮的气动性能。

注：本文采用CFX 2019R2进行演示

1 几何模型

几何模型来自ANSYS-CFX的教程文档。下图是几何模型的示意图。这个叶轮有24个叶片，以22360rpm的转速绕Z轴旋转。

△ 几何模型示意图

2 BladeGen定义几何

• 启动Workbench 2019 R2，将BladeGen模块拖入工程视图，右击A2：Blade Design→Properties，在属性面板中设置如下图所示

△ 属性设置

• 加载创建好的叶轮。双击Blade Design，进入BladeGen的设计界面，选择Open，打开准备好的Centrifugal_Compressor.bgd文件，加载后如下图所示

△ 加载叶轮文件

• 因为是准备好的文件，所以不需要自己修改，直接关掉BladeGen就行了

3 生成网格

3.1 定义CFD网格

• 将TurbGrid模块拖入工程视图，并建立BladeGen和它的联系，如下图所示

△ 拖入TurboGrid

• 双击Turbo Mesh进入TurboGrid，在模型树中选择Blade Set→Shroud Tip，在Details of Shroud Tip面板中设置如图所示

△ 设置叶顶间隙

• 右击Topology Set，勾选掉Suspend Object Updates，生成拓扑

• 双击模型树中Mesh Data，在Details of Mesh Data面板的Mesh Size标签面板中设置如下图所示

△ 设置Mesh Size

• Passage标签面板设置如下

△ 设置Passage属性

• Inlet标签面板设置如下

△ 设置Inlet

• Outlet标签面板设置如下，并点击Apply确定

△ 设置Outlet

• 点击工具栏中的网格生成工具，生成如下图所示网格，关闭TurboGrid，回到Workbench视图

△ 生成3D网格

3.2 定义结构网格

• 右击A2：BladeGen Design，选择Transfer Data to New→Mechanical Model，如下图所示

△ 创建叶轮结构模型

• 右击C3: Geometry，选择Update，这时后台会运行Design Modeler，并将BladeGen中的几何数据导入其中，Geometry上打勾后，双击C4:Model进入Mechanical，如下图所示

△ Mechanical视图

• 创建虚拟拓扑。在模型树中右击Model，选择Insert→virtual Topology，右击Model→Virtual Topology，选择Generate Virtual Cells

注：创建虚拟拓扑主要是为了简化一些细小的几何结构（包括细小面和碎边），从而提高网格质量，并减少网格数量

△ 虚拟拓扑合并碎边

• 网格尺寸控制。右击Mesh选择Insert→Sizing，可以对面和边进行尺寸控制，一顿操作后我们可以获得如下图所示的网格

△ 叶片网格

4 CFX前处理

• 关掉Mechanical，右击Turbo Mesh，选择Transfer Data to New→CFX，并建立如下图所示的联系

△ 数据联系

• 进入CFX进行前处理设置。在主菜单中选择Tools→Turbo Mode，设置如下图所示

△ 设置Turbo Mode

• 点Next，设置如下图所示

△ 设置参数

• 点Next，设置如下图所示

△ 物理模型及边界条件

• 然后设置边界条件并把R1 Blade删掉，如下图所示，设置比较复杂，中间跳过一些步骤（无奈，有机会视频演示吧 ）

△ 前处理结束

5 计算

退出CFX-Pre，右击C3:Solution→Update即可开始后台计算了，计算完成后启动CFD-Post进行后处理，这里略过，你大概可以获得如下所示的云图。

△ 速度流线图

至此这个过程结束，感谢陪我一起走这一遭，好累，洗洗睡吧！