Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Inventory #002446W8-1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械前后處理Turbo Pre and Post教程 8 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-2CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement問題描述下面的簡單教程將演示如何在 CFX 前后處理中使用旋轉(zhuǎn)機(jī)械模式。此教程模擬了一個軸流式鼓風(fēng)機(jī)。模型包括一個包含風(fēng)機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)域和葉片上下游兩個靜止域。整個軸流鼓風(fēng)機(jī)具有十張葉片。由于模擬具有旋轉(zhuǎn)周期性，我們將只模擬一個葉片通道狀況。凍結(jié)轉(zhuǎn)子交界面被用于連接旋轉(zhuǎn)域和固定域。 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-3CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement1.啟動 CFX-Pre ，選擇 New Simulation 新模擬窗口將被打開2.模擬類型選擇 Turbomachinery ，點(diǎn)擊 OK3.選擇 File Save Simulation ，存儲為 turbo_demo.cfx旋轉(zhuǎn)機(jī)械前處理 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-4CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement1.設(shè)置機(jī)械類型為 Fan2.選擇 Rotation Axis 為 Z注意瀏覽器會顯示旋轉(zhuǎn)軸3.點(diǎn)擊 Next 基本設(shè)置旋轉(zhuǎn)機(jī)械模式將使用一種安裝向?qū)Ｊ絹硪I(lǐng)您設(shè)置 CFX-Pre 。第一步是基本設(shè)置面板： Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-5CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement部件定義1.右鍵點(diǎn)擊 Component Definition 中的白色區(qū)域，選擇 New Component2.設(shè)置 Type 為 Stationary ，命名為 S13.選擇網(wǎng)格文件（Mesh File）為 fan.gtm4.展開 Available Volumes 框，設(shè)置 Volumes 為 INBlock Main網(wǎng)格文件包含三個部件，但 S1 只包含其中一個部件 其它設(shè)置采用默認(rèn)部件定義面板用于導(dǎo)入網(wǎng)格，選擇每一部件的轉(zhuǎn)速和設(shè)置頂部間隙（如果存在）。先定義第一個固定部件： Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-6CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement部件定義1.右鍵點(diǎn)擊 Component Definition 中的白色區(qū)域，選擇 New Component2.設(shè)置類型為 Rotating ，命名為 R13.設(shè)置轉(zhuǎn)速值為 3000 rev min-1旋轉(zhuǎn)方向顯示在瀏覽器中4.不要選擇網(wǎng)格文件。在前面的步驟中已導(dǎo)入了網(wǎng)格，在 Available Volumes 中選擇 Passage 5.展開 Wall Configuration 框，設(shè)置機(jī)匣和輪轂頂部間隙為 No 此步將設(shè)置風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)輪轂邊界條件和機(jī)匣邊界條件現(xiàn)在定義旋轉(zhuǎn)部件： Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-7CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement部件定義1.創(chuàng)建一新固定部件命名為 S22.在 Available Volumes 下，選擇 OUTBlock Main3.展開 Passages and Alignment frame Passages in 360 和 Passages To Model 數(shù)會自動分配您可以點(diǎn)擊 Edit 按鈕改變自動分配值或者使用 Theta Offset ，對于此次模擬不需要這樣4.展開 Region Information 框定義第二個固定部件： Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-8CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement部件定義CFX 前處理中的 Region Information 用以識別所關(guān)心的網(wǎng)格區(qū)域。CFX 前處理將試著自動辨識這些區(qū)域，但是某些情況下也許需要手動輸入，這取決于在網(wǎng)格文件中是如何為這些區(qū)域命名。CFX-Pre 將使用這些區(qū)域自動創(chuàng)建邊界條件和域交界面，所以此時檢查 Region Information 將節(jié)省后面的時間。此模擬不需要做任何改變。5.點(diǎn)擊 Next 以繼續(xù) Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-9CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement物理定義1.默認(rèn)的 Fluid, Simulation Type 和 Model Data 對于此次模擬合適2.選擇 Boundary Template 為 P-Total Inlet Mass Flow Outlet Boundary Template 對于大多數(shù)普通旋轉(zhuǎn)機(jī)械邊界組合提供了快速設(shè)置3.設(shè)置 P-Total 為 0 atm4.設(shè)置 Mass Flow 為 Per Component ，然后輸入 Mass Flow Rate 為 0.04 kg s-1所有物理設(shè)置，包括流體類型，模擬類型，入口和出口邊界條件，交界面類型和求解器參數(shù)都在此面板設(shè)置。 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-10CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement物理定義5.改變 Interface Default Type 為 Frozen Rotor6.展開 Solver Parameters 框7.設(shè)置 Convergence Control 為 Physical Timescale ，其值為 1 / 3000 rev/min （選擇表達(dá)式按鈕可輸入此值）如此設(shè)置了時間尺度為 1/ ，這里 是風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。通常設(shè)置時間尺度為此特征時間尺度的某一倍速8.點(diǎn)擊 Next 以繼續(xù) Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-11CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement定義交界面1.選擇每個交界面觀察確認(rèn)交界面已被正確創(chuàng)建存在兩個凍結(jié)轉(zhuǎn)子交界面，三個周期交界面和一個葉稍附近的交界面用以連接不同的網(wǎng)格區(qū)域交界面已被正確創(chuàng)建2.點(diǎn)擊 Next 以繼續(xù)在部件定義面板的 Region Information 區(qū)域已經(jīng)自動創(chuàng)建了交界面。 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-12CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement定義邊界1.選擇每一個邊界條件觀察確認(rèn)設(shè)置正確2.選擇 Next 以繼續(xù)在部件定義面板的 Region Information 區(qū)域和物理定義面板信息中也已經(jīng)自動創(chuàng)建了邊界條件 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-13CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement最后操作1.設(shè)置 Operation 為 Start Solver2.點(diǎn)擊 FinishFinal Operations 面板允許您進(jìn)入普通模式，啟動求解管理器并退出。如果您希望使用 CFX-Pre 的其它功能（邊界剖面，CEL等），進(jìn)入普通模式非常有益，但是仍然需要在旋轉(zhuǎn)機(jī)械模式下完成大部分模擬設(shè)置。 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-14CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement普通模式如果您已經(jīng)進(jìn)入普通模式，使用通常的做法您將觀察到所有的域，邊界條件和域交界面 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-15CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement求解器和后處理1.求解管理器中點(diǎn)擊 Start Run 2.一旦求解運(yùn)行完畢，在后處理中觀察結(jié)果 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-16CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement旋轉(zhuǎn)機(jī)械后處理在 CFX-Post 中，將演示以下特點(diǎn)：自動初始化旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件調(diào)整旋轉(zhuǎn)區(qū)域使用三維瀏覽器顯示輪轂和葉片使用 Blade to Blade 瀏覽器創(chuàng)建矢量圖和云圖使用子午面瀏覽器創(chuàng)建矢量圖和云圖使用旋轉(zhuǎn)機(jī)械圖表和宏指令使用表格瀏覽器創(chuàng)建表格并觀察 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-17CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement后處理圖形界面1.點(diǎn)擊 Turbo 鍵2.點(diǎn)擊 Initialise All Components對于每一個旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件，CFX-Pre 將探測哪些區(qū)域?qū)?yīng)于輪轂，機(jī)匣，葉片，入口，出口和周期性區(qū)域。CFX-Post 將使用這些信息繪圖并制表。您可以手動指定這些區(qū)域，或者通過編輯 Turbo 目錄中的每一個對象來檢查自動指定的區(qū)域（部件1（S1）,部件2（R1） 和部件3（S2）3.鉤選 Three Views 您可以鉤選 Single View 和 Three Views 中的任意一個。三個瀏覽器將是三維瀏覽器，Blade to Blade 瀏覽器和子午面瀏覽器 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-18CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement三維瀏覽4.在 Turbo 目錄樹中編輯對象 3D View 右圖顯示了 Details of 3D View 5.在 Parts to Draw 下，選擇 Hub 和 Blade 6.在 Instancing 下，設(shè)置 Domain 為 R1，設(shè)置 # of Copies 為 3 ，點(diǎn)擊 Apply7.接著設(shè)置 Domain 為 S1，設(shè)置 # of Copies 為 3 ，點(diǎn)擊 Apply8.最后設(shè)置 Domain 為 S2，設(shè)置 # of Copies 為 3 ，點(diǎn)擊 Apply 三維瀏覽器將顯示每一部件的輪轂和機(jī)匣的三分復(fù)制 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-19CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop SupplementBlade-to-Blade 瀏覽創(chuàng)建矢量圖：1.在 Turbo 目錄樹中編輯對象 Blade-to-Blade2.改變 Plot Type 為 Vector3.設(shè)置 Sampling 為 Equally Spaced ，并設(shè)置 # of Points 為 4004.點(diǎn)擊 Apply A Vector Plot is shown in the Blade-to-Blade View5.改變 Sampling 設(shè)置，選擇 Vertex ，并點(diǎn)擊 Apply速度矢量圖將顯示 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-20CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop SupplementBlade-to-Blade 瀏覽7.在 Details of Blade-to-Blade Plot ，改變 Plot 類型為 Contour ，并選擇 Variable 為 Total Pressure in Stn Frame，然后點(diǎn)擊 Apply8.用同樣的方法創(chuàng)建速度流線圖。改變點(diǎn)數(shù)為 1009.在 Turbo 目錄樹中雙擊 3D View 10.激活 Show Blade-to-Blade plot ，并點(diǎn)擊 Apply 以在三維瀏覽器中顯示 blade-to-blade 流線 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-21CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement子午面瀏覽1.在 Turbo 目錄樹中編輯對象 Meridional 2.使用 Local Range 生成一壓力云圖云圖將顯示在子午面瀏覽器中3.現(xiàn)在激活 Show Sample Mesh （在 Details of Meridional Plot 底部附近）網(wǎng)格顯示在云圖中這闡明了用于創(chuàng)建子午面圖形數(shù)據(jù)的分辨率 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-22CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement旋轉(zhuǎn)機(jī)械后處理 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-23CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement制圖和宏指令1.在 Turbo 目錄樹中Turbo Charts 下雙擊對象 Inlet to Outlet 2.增加 Samples/Comp. 數(shù)到 203.檢查一些其它圖可使用制圖和宏指令： Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-24CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement制表1.在瀏覽器窗口的底部選擇 Table Viewer 鍵2.在 Table Viewer 瀏覽器的工具欄選擇 New Table 按鈕 ，采用默認(rèn)名稱3.在單元 A1 中敲入：Mass Averaged Inlet Total Pressure4.在單元 B1 中敲入方程：=massFlowAve(Total Pressure)S1 Inlet 另外一種選擇，您可以使用 Table Viewer 工具欄來插入：Function CFX-Post massFlowAve ，然后再插入：Variable Total Pressure 等來創(chuàng)建表達(dá)式表格瀏覽器允許您制表并以 .html ，.csv ，或者 .txt 格式輸出。您還可以保存此結(jié)果狀態(tài)，以備后用。接著您將制作一張表格并以 .html 格式輸出。 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-25CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement制表5.在單元 A2 中敲入：Mass Averaged Outlet Total Pressure6.在單元 B2 中敲入方程：=massFlowAve(Total Pressure )S2 Outlet7.在單元 A3 中敲入：Omega 8.在單元 B3 中選擇插入：Expression omega ，或者敲入： =omega Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-26CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement制表9.在單元 A4 中敲入：Filename10.在單元 B4 中選擇插入：Annotation File Name Name11.在 Table Viewer 工具欄中點(diǎn)擊 Save Table 按鈕12.命名為 axial_table.html13.在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中打開此文件 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-27CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)果報告CFX Post 會基于模版自動創(chuàng)建結(jié)果報告?？梢栽谌舾尚D(zhuǎn)機(jī)械指定模版中進(jìn)行選擇。由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)果報告只用于單域的情況，我們將關(guān)閉此案例，并重新打開，只加載旋轉(zhuǎn)域。1.主菜單中選擇 File Close2.接著選擇 File Load Results.3.加載結(jié)果文件 turbo_demo_001.res4.在彈出的 Domains to Load 中選擇 R1 （包含葉片的旋轉(zhuǎn)域），并點(diǎn)擊 OK如果域選擇器沒有出現(xiàn)，在 Edit Options CFX-Post Files 中激活 Show domain selector before load ，然后重新加載結(jié)果文件5.如果提示加載 Report Template ，點(diǎn)擊 No Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-28CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)果報告1.主菜單中選擇 File Report Report Templates2.選擇 Fan Report ，并點(diǎn)擊 Load3.一旦報告生成，點(diǎn)擊 Report Viewer 鍵4.瀏覽報告，觀察報告都包含了什么內(nèi)容現(xiàn)在生成一風(fēng)機(jī)報告： Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-29CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)果報告1.主菜單中點(diǎn)擊 Comment 按鈕 2.命名為 User Plots 3.在 Comment Viewer 中按照下圖所示敲入：您可以在報告中添加您自己的圖形，表格，圖形和注釋。接著您將在報告末尾添加一圖形，用以顯示葉片通道 50% 翼展上的矢量圖。 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-30CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)果報告4.切換到 Report Viewer ，并刷新報告 Refresh 按鈕在 Report Viewer 工具欄中新的注解將出現(xiàn)在報告末尾 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-31CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)果報告1.切換到 Turbo 鍵2.在 Turbo 目錄樹中雙擊 Blade-to-Blade 3.設(shè)置 Span 為 0.54.設(shè)置 Plot Type 為 Vector ，并設(shè)置 Variable 為 Velocity5.點(diǎn)擊 Apply在 50% 翼展上創(chuàng)建速度矢量圖： Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-32CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)果報告1.主工具欄欄中點(diǎn)擊圖形按鈕2.命名為 Vector Midspan ，并點(diǎn)擊 OK3.滾動目錄樹頁面到底部圖形將出現(xiàn)在報告底部4.切換到 Report Viewer 鍵，刷新報告，觀察變化接著把此圖加到報告中： Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-33CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop Supplement旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)果報告1.在 Report Viewer 工具欄中點(diǎn)擊 Publish 按鈕2.點(diǎn)擊 OK ，寫出 HTML 文件如果需要文件和圖形可以重新分布報告完成后，以 .html 格式輸出 Version 1.3 3/23/2007 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. Inventory #002446W8-34CFX 11.0ANSYS, Inc. Proprietary Workshop SupplementCFX-Post1.自己選擇創(chuàng)建想要觀察的各種圖形，表格，注釋和曲線2.當(dāng)輸出報告時試著激活 Generate CFX-Viewer Files 報告中的圖象可被旋轉(zhuǎn)，縮放和全景顯示。CFX Viewer 必須安裝在機(jī)器上以觀察報告；從用戶端口可免費(fèi)安裝此瀏覽器，不需要 license 文件（這樣用戶可以在三維瀏覽器中觀察圖形）時間允許，您應(yīng)該試著自己進(jìn)行以下操作：