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STAR-CCM+涡轮基网格生成器

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    在涡轮机应用中对流动建模时,精确求解分析需要流动与网格对齐;STAR-CCM+中的涡轮机网格根据用户指定的输入表面和参数生成与流动对齐的结构化网格。
涡轮机网格生成器能够对非参数几何,例如Parasolid的x_t格式,生成结构化网格,解决了涡轮机非参数几何划分结构化网格的问题。
 具有轴向叶片的涡轮机应用通常需要一个流向对齐的结构化网格。这种类型的网格具有隐式的连通性和固定数量的顶点或面邻居,从而可以得到更准确的计算结果。
通常情况下,结构化网格具有较低的单元数量,同时可以实现相同的解决方案精度,由于连通性是隐式的,求解器的效率也更高。与结构化网格不同,非结构化网格可以包含任何类型的单元,并且单元之间没有定义的连通性。
在STAR-CCM+中支持涡轮基网格生成,支持轴向叶片几何结构,其中可以包括靠近轮毂或轮罩的尖间隙,即叶片尖端和轮罩之间的间隙,尖间隙可以是恒定的或可变的。
涡轮机械网格操作使用基于椭圆偏差方程的方法生成一个流向对齐的六面体网格。
涡轮机械网格操作需要设置多个参数,这些参数定义了在叶片剖面上、沿着跨度和纵向方向的网格分布。
以Rotor 37压气机片为例,划分结构化网格,Rotor 37几何模型可参考第5章压气机计算获取。
涡轮机网格生成器使用的版本为STAR-CCM+ 2302。

 划分边界  

使用涡轮机网格生成器,需按照边界对应的方式对边界进行定义。

   

a) Blade Faces

b) Blade Tip

c) DOWN

d) Inlet

e) Outlet

f) P

g) P1

h) Up

创建接触  

将部件分配给区域之前,定义部件之间的几何接触,几何是压气机级扇区,定义封闭扇区的表面之间的周期接触。  

为叶片创建涡轮机网格操作。  

1.右键单击Geometry > Operations节点,选择New > Mesh > TurbomachineryMesh  

2.Create Turbomachinery Mesh Operation对话框中,选择Fluid部件,单击OK  

3.选择Turbomachinery Mesh节点,按照进行设置。  

网格部件设置  


Properties

Value

Inlet Surfaces

Fluid > Surfaces > Inlet

Outlet Surfaces

Fluid  > Surfaces > Outlet

Hub Surfaces

Fluid  > Surfaces > Down

Shroud Surfaces

Fluid  > Surfaces > Up

Blade Surfaces

Fluid  > Surfaces > Blade  Faces

Blade Tip Surfaces

Fluid  > Surfaces > Blade  Tip

在涡轮机网格中可以指定叶片轮廓周围的近壁厚度,即除叶尖表面外的所有叶片表面的第一层网格厚度。在展向设置节点下,轮毂近壁厚度和轮罩近壁厚度允许指定合适的网格分辨率,以解决轮毂和轮罩壁面的边界层问题。此外还可以指定转子叶尖和轮罩壁面之间的间隙的网格特性,叶尖间隙特性中的间隔数定义了转子叶尖和轮罩壁面之间的网格层数。

网格参数  


Node

Properties

Value

Blade Parameters

Near Wall Thickness

5.0E-6 m

Number of Intervals

200(default)

Spanwise Settings

Number of Intervals from Hub to Shroud

100

Number of Intervals In Tip Gap

8 (default)

Hub Near Wall Thickness

5.0E-6 m

Shroud Near Wall Thickness

5.0E-6 m


网格生成完成后,建立一个网格场景,如

 结构化网格  

 总结  

涡轮机网格生成器能够对非参数叶片划分结构化网格,结构化网格生成流程十分简便,在进行叶轮机械网格生成时,可优选涡轮基网格生成器。  


来源:STAR CCM仿真学堂
叶轮机械
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:2023-09-18
最近编辑:1年前
梁老师
硕士 STAR-CCM+仿真学堂
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