Pumplinx常見問題解答（2）

2016-09-13 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

Q:PumpLinx 軟件的單位制是什么?為何在參數(shù)界面中看不到?從其它三維建模軟件中導入的模型是否需要進行單位制的轉(zhuǎn)換?

A:PumpLinx 采用的標準的國際SI 單位制,各參數(shù)的單位均已集成到軟件中,不過沒有對用戶可見,從外部導入模型時,一定要注意單位制的轉(zhuǎn)換,無論模型所帶的單位是什么,PumpLinx 均按米制單位導入。例如,有的客戶在UG 中以mm為單位創(chuàng)建好了模型,導入到PumpLinx 中進行計算時發(fā)現(xiàn)很難收斂,這就是由于未進行單位制的轉(zhuǎn)換而造成的,100mm 的尺度在導入PumpLinx 時被放大到100m,可想而知,計算時無法正常進行的。

Q:PumpLinx 對導入的幾何模型文件格式有要求嗎?用UG、CATIA、Pro-E 這些建模軟件創(chuàng)建的模型可以導入嗎?

A:有要求,PumpLinx 要求導入的幾何模型必須是STL 格式的,通用的建模軟件,包括UG、CATIA、Pro-E 等均兼容這種格式。

Q:PumpLinx 的計算域需要在模型導入之前就定義好嗎?包括邊界表面的劃分、區(qū)域交界面的劃分等等。

A:不需要,PumpLinx 具有便捷實用的幾何模型編輯功能,能方便快速地實現(xiàn)計算域的劃分、邊界表面的定義等功能。

Q:PumpLinx 網(wǎng)格生成工具生成的是什么樣的網(wǎng)格?與其他的網(wǎng)格處理工具兼容嗎?

A:PumpLinx 生成的是笛卡爾網(wǎng)格,目前,PumpLinx 生成的網(wǎng)格還無法在其他網(wǎng)格處理工具中兼容,不過PumpLinx 可以兼容其他的網(wǎng)格形式,如,Nastran Grid,Gambit Neutral 以及Ansys CDB 等等。

Q:網(wǎng)格尺度是如何控制的?如何查看網(wǎng)格及節(jié)點的數(shù)量?

A:PumpLinx 網(wǎng)格尺度主要是通過“Maximum Cell Size”,“Minimum Cell Size”及“Cell Size on Surfaces”這三個參數(shù)來控制的,一般我們建議“Maximum Cell Size”與“CellSize on Surfaces”的比值控制在2:1 到4:1 之間。網(wǎng)格生成后,先單擊生成的體網(wǎng)格名稱,然后再單擊“Grid and Geometry Information”功能按鈕,即可顯示生成的網(wǎng)格數(shù)量及節(jié)點數(shù)量等信息。

Q :在生成網(wǎng)格時,經(jīng)常會產(chǎn)生一些碎小的“爛面”,并被自動命名為“Sub-features”,這對網(wǎng)格總體質(zhì)量有影響嗎?

A:出現(xiàn)這種情況是正常的,這是因為集合模型表面不是絕對光滑的,以至在局

部表面會產(chǎn)生尖角、縫隙等不連續(xù)的結(jié)構(gòu),進而反映到生成的網(wǎng)格上,就出現(xiàn)了這種小碎面。如果這種小碎面的數(shù)量不是很多,可以直接把它們合并到相鄰的面網(wǎng)格上,如果數(shù)量比較多,則建議修整集合曲面(以更小的公差導出至STL 格式)或增加面網(wǎng)格的密度來改進。

Q:在創(chuàng)建交互面時,總會報錯,而且在模型樹結(jié)構(gòu)界面中也沒有出現(xiàn)預期的交互面,這是因為什么造成的?

A:出現(xiàn)這種情況的原因很可能是交互面的雙方靠得太近,甚至出現(xiàn)交疊,所以

兩個面上的網(wǎng)格點無法正確投影,進而無法生成交互面。解決這類問題的辦法就是在一組交互面中間預留一定的間隙,如0.1mm。

Q:PumpLinx 是否可以模擬含有多個轉(zhuǎn)子的多級離心泵,其中每個轉(zhuǎn)子都具有不同的葉片數(shù)和轉(zhuǎn)速,如果可以的話,該如何實現(xiàn)?

A:在選擇泵模板時,同一個類型的泵模板可以多次添加,只需要在添加時重新

定義一個模板的名稱即可,如“rotor1”,“rotor2”……。然后對每個模板單獨定義轉(zhuǎn)速、葉片數(shù)等,進而可以實現(xiàn)對多級泵的模擬。

Q:在選擇計算模板之后,除了泵模板,其他模板均不能設置任何參數(shù)?如果要更改湍流計算殘差、插值方式、計算松弛因子等,該如何實現(xiàn)?

A:實際上軟件中已經(jīng)包含了缺省的計算參數(shù),包括湍流模型、插值方式等,如

果用戶要自行修改的話,可以在泵模板參數(shù)列表中,將“Setup Options”設置為“ExtendedMode”,然后,其它模板的參數(shù)界面就可以修改了。

Q:PumpLinx 提供了幾種湍流模型?如何進行選取?

A:PumpLinx 針對泵的三維流場計算特性提供了“Standard K-Epsilon”及“RNG”兩種模型供用戶選擇。首先,將泵模板參數(shù)列表中的“Setup Options”設置為“Extended Mode”,然后單擊“Geometric Entities”中的體網(wǎng)格名稱,在出現(xiàn)的參數(shù)列表中,有“Turbulence”一項,在其下拉列表中,即可對湍流模型進行選擇。但到目前為止,對于葉輪機械,通過試驗Standard K-Epsilon模型已被證實能提供優(yōu)秀仿真精度。當然,未來Pumplinx還也會逐漸增加湍流模型。

Q:PumpLinx 可以考慮非凝結(jié)氣體對空化的影響嗎?

A:可以,PumpLinx 提供了四種非凝結(jié)氣子模型:固定氣體質(zhì)量分數(shù)模型、可變氣體質(zhì)量分數(shù)模型、平衡態(tài)氣體溶解/揮發(fā)模型、有限速率氣體溶解/揮發(fā)模型。默認為第一種,用戶只需設置初始的氣體質(zhì)量分數(shù)即可。

Q:如何在計算中監(jiān)測某個點或者某個剖面上的流動參數(shù)及分布?

A:在計算開始之前,首先根據(jù)三維坐標創(chuàng)建一個點,在計算過程中,對該點創(chuàng)

建一條監(jiān)測曲線“Plot1”,然后選擇關心的參數(shù),便可查看該點上的參數(shù)隨時間的變化曲線。對于剖面,我們需要通過其上的參考點和法向向量來定義,在計算過程中,可以實時地查看該平面上的參數(shù)分布,也可以通過手動移動滑塊的位置來查看計算流場中與其平行的平面上的參數(shù)分布情況。

Q:如何創(chuàng)建一個動畫?

A:首先,將瞬態(tài)計算結(jié)果保存頻率設置為比較小的數(shù)(默認為計算時間步),在計算完成之后,將模型視圖調(diào)整至期望的效果,并對要生成動畫的區(qū)域選擇相關參數(shù)(壓力、溫度等),然后在軟件界面中單擊“File”-“Save Animation”,然后在彈出的瀏覽器中,選擇要生成動畫的計算結(jié)果即可。不難想象,計算保存頻率越高,生成的動畫連續(xù)性就越好。

Q:Pumplinx 計算時殘差曲線收斂的標準是什么?有沒有什么判定收斂的方法?縱坐標的數(shù)字代表的是10 的數(shù)量級嗎?

A:收斂和其他CFD 軟件一樣首先是按殘差算。除了殘差,還要考慮整體守恒性(比如總質(zhì)量流的守恒),以及所關心的物理量的變化情況(趨于穩(wěn)定,或周期性等)。殘差的縱坐標是10 的數(shù)量級。

Q:多級離心泵要關心級間的揚程,就是看每一級的揚程,那就是要得到第一級的出口跟第二級的進口交互面的壓力,所以能不能對交互面的壓力進行“plot”,就像是plot 出口壓力那樣,而現(xiàn)在點擊交互面plot 后的列表里沒有壓力選項。從結(jié)果文件integrals.txt 里只有x,y,z 軸上的壓力(px_rotor_mgi_volute ,pz_rotor_mgi_volute,py_rotor_mgi_volute),怎么得到這個面上的壓力?

A: Interface(交界面)可以輸出總壓。需要按質(zhì)量平均的總壓用于每級間的揚程計算?？倝喊磧?nèi)定是不輸出的,所以你要手動加上。先把模式改成“extended Mode”,然后選則對應的界面,把”Output"改成“user select”,并將“mass averaged total pressure”設置為“Yes”。

Q:現(xiàn)在加面的話只能是加垂直的面(x=2 的面),能不能加斜的面?

A:可以用斜面做切面。選“Arbitrary Plane”就可以了

Q:對容積泵來說穩(wěn)定運行后泵有可能充不滿油,這個能否模擬?

A:原則上可以,不過處理這樣的問題目前的(空化)模型不是很理想,做的比

較少,建議用VOF模型。

Q:現(xiàn)在PumpLinx 做的都是穩(wěn)定運行時的情況吧?能不能模擬泵啟動的過程?就是油逐漸充滿泵的過程,看一下什么時間充滿什么程度,充滿用多久?

A:可以,PumpLinx可以模擬泵的自吸。

Q : PumpLinx 生成文檔-integrals.txt 里,第一行標注(qa,qva,powa,q,qv,px,py,pz,tx,ty,tz,torq,pow,gas)的漢語意思?

A: qa、qva 和powa 指的是平均質(zhì)量流量、平均體積流量和平均功率;px、py、pz 指的是壓力;tx、ty、tz 和torq 指的是扭矩;gas 指的氣體體積質(zhì)量分數(shù)。具體可查看“Integral_Point_Data_Table.pdf”文檔。

Q:Pumplinx的二叉樹網(wǎng)格怎么捕捉流動邊界層?怎么控制邊界層網(wǎng)格?

ü Pumplinx具備非結(jié)構(gòu)化多面體網(wǎng)格生成器,也能采用任何類型的網(wǎng)格進行計算;

ü 您可以導入其它任何類型的網(wǎng)格,但是我們建議您采用Pumplinx自帶的二叉樹網(wǎng)格,因為二叉樹網(wǎng)格具備非常高的易用性、效率、速度和準確度。

ü 如下格式的網(wǎng)格可以被導入到Pumplinx中:

Nastran、Gambit Neutral、Ansys CBD Format、GridPro;

ü Pumplinx雖然沒有直接對邊界層網(wǎng)格進行控制的功能,但可以對表面的網(wǎng)格單元進行詳細的定義;

ü 通過對表面網(wǎng)格尺度進行詳細定義,可以把網(wǎng)格細化的結(jié)果傳遞到邊界層;如下圖。

ü 對于從邊界層到它附近區(qū)域之間這塊空間的網(wǎng)格生成,采用了Pumplinx獨有的嚴格而準確的網(wǎng)格生成算法;

達到同樣精度的仿真結(jié)果,對于同一模型,

pumplinx采用的二叉樹網(wǎng)格數(shù)量遠遠小于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格。

Q:如何判斷網(wǎng)格質(zhì)量?

ü 每個網(wǎng)格單元都來源于正交化方法生成的規(guī)則多面體網(wǎng)格,所以Pumplinx網(wǎng)格質(zhì)量很高,沒有尖尖角角等形狀扭曲的網(wǎng)格;

ü 對于湍流,邊界面上的y+值可以被輸出;

Q:怎么判斷網(wǎng)格是否足夠好,可以用于計算了?

ü 用戶可以詳細控制內(nèi)部體網(wǎng)格的尺寸及表面上網(wǎng)格的尺寸;

ü 對于網(wǎng)格數(shù)量多少合適的判斷,更多還是來自于流體分析的經(jīng)驗;

ü 通過培訓和技術(shù)支持,幫助用戶判斷不同模型及問題的網(wǎng)格生成方法;

Q:怎么輸出y+值?

A:y+值可以被輸出,y+定義如下。

輸出方法如下圖所示。

Q:具備哪些流體介質(zhì)?

ü Pumplinx提供預定義的流體有:油、水和空氣;

ü 這些流體的物性參數(shù)可以是常數(shù)或者是變量;

ü 物性參數(shù)可以從數(shù)據(jù)表中讀取,或者創(chuàng)建物性參數(shù)表來模擬任何類型的流體;

ü 混合的復雜流體介質(zhì)也可以通過他們的物性參數(shù)進行定義;

ü 非牛頓模型也是可用的;

Q:pumplinx能否預測軸向載荷?

A:可以。

Pumplinx通過計算可以得出部件表面的壓力,比如轉(zhuǎn)子所有表面所受的壓力,同時可以考慮泄漏和平衡孔的影響;

ü 通過對任何部件(比如轉(zhuǎn)子)表面的壓力進行積分計算,可以得出并輸出部件在X,Y,Z三個方向上所受載荷;

Q:pumplinx能否考慮泄漏?

A:可以。

Pumplinx使用“Create Template Mesh”來生成泵的轉(zhuǎn)子區(qū)的網(wǎng)格。通過“CreateTemplate Mesh”指定內(nèi)/外齒輪、轉(zhuǎn)子/葉片、主/從動齒輪對轉(zhuǎn)子區(qū)的網(wǎng)格進行化分,轉(zhuǎn)子區(qū)的網(wǎng)格均為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,如下圖所示。

Pumplinx可考慮泵的泄漏問題。

無需預先在CAD 中建立泄漏的模型。僅需要在轉(zhuǎn)子網(wǎng)格設置“Create Template Mesh”->advanced mode 中設定泄漏油層的厚度、內(nèi)、外徑,內(nèi)、外徑泄漏油層的厚度,左圖中的轉(zhuǎn)子會自動增加漏油層的幾何和網(wǎng)格,如圖所示。