Fluent离心泵仿真计算
“ 一个人也可以是一个团队。”
仔细欣赏案例源文件，有惊喜。
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简介
在本教程中，您将设置一个通用流体流动模拟，以使用 Frozen Rotor 方法评估带有无叶片蜗壳的离心泵的性能。本教程演示如何执行以下操作：
·使用涡轮增压器设置无螺距-比例接口 模型。
·描述壁运动和其他边界条件。
·指定适当的求解器设置。
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问题描述
要考虑的问题是带有蜗壳的离心泵的建模，如图 1 所示。泵叶轮有 5 个叶片，以 1450 RPM 的速度旋转。已知蜗壳出口处的质量流量为 90 kg/s。在入口处使用 0 pa 的表压总压。将执行模拟以确定泵产生的压头，代表流体的整体压力增加。
图1 离心泵网格模型
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仿真设置
1、湍流模型的选择
图2 湍流模型的选择
在湍流模型方面，本文选择k-w SST湍流模型，这主要是因为与其他两方程模型相比，k-w SST 湍流模型可有效预测涡轮机械中的流动分离，从而可以准确评估泵性能。
2、流动介质的选择
在流动介质方面，本文主要以水为传动介质，因此从Fluent自带的流动介质库里面选择液态水介质。
3、cell zone condition设置
图3cell zone condition设置
将默认的流动介质由空气改为水，同时勾选Frame Motion。
在旋转中心和旋转轴对话框分别输入（0，0，0）和（0，0，1）（这两个参数是根据自己几何模型的坐标和方向确定的，不要所有的模型都输入这样的参数），转速方面输入1450RPM（这是根据工况要求确定的），其余保持默认。
4、边界条件设置
图4 impeller-hub设置
默认情况下，旋转壁相对于叶轮流体区域的速度为 0，只有在这种情况下才能更好的表征流体粘性引起的运动。
图4 inblock-shroud设置
inblock-shroud相对于绝对参考系是静止的（速度等于 0）（与impeller-hub相比，一个是绝对速度为0，一个是相对速度为0，细细对照模型对比一下，一个绝对速度为0，那是真静止，一个相对速度为0，那是真运动）。
图5 进口条件设置
图6 mass-flow-outlet-11出口条件设置
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Turbo模型设置
1、创建Turbo interface，具体操作如下：
Domain→Turbo Model并勾选Enable→Turbo Create
图6 Turbo interface设置对话框
选择No Pitch-Scale的原因是NPS接口允许将 360 度接口连接到另一个 360 度接口。
2、求解方案设置
图7 求解方案设置
求解方案选择耦合求解器，并勾选伪瞬态求解器和高阶项松弛，详细可参考图7.
3、初始化方法选择
图8 初始化方式
由于本文执行的是稳态求解，因此未获得较好的初始场，将初始化定为Hybrid初始化。
4、时间步及时间缩放因子设置
图10 时间步及时间缩放因子设置
在这里需要注意的是时间缩放因子设置为10，计算200个迭代步，其中时间缩放因子为0.3倍的总体长度除以平均速度（这个玩意决定着收敛的快慢）。
然后点击Calculate，进行计算。
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结果展示
图11 离心泵扬程随时间的变化
图12 离心泵压力场云图
图13 离心泵内流畅速度云图
图14 离心泵内流场矢量云图
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总结
本文主要介绍了离心内流畅的计算，下期案例为电池包短路热失控的仿真计算。
本公众号已经将案例和相关的理论做了整理，详细可以在公众号的主菜单栏中找见。
最后是本文的案例源文件：
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