CFX-Pre求解设置详解

1）按住鼠标左键，将左侧菜单栏中的图标拖动至右侧视图区中Turbo Grid模块的“2 Turbo Mesh”上，该图标被加上红色边框显示，同时右侧出现一个红色矩形框，如图6-39所示。

2）松开鼠标左键，视图区出现CFX模块，编号为C，同时出现一个连接Turbo Grid模块与CFX模块的单向箭头，如图6-40所示。

该操作可在Turbo Grid模块操作完成后，将风机网格数据直接导入CFX-Setup模块。如图6-40所示，此时CFX-Setup符号为，即处于待编辑状态，双击之即可打开软件。

图6-39 选择CFX求解器

图6-40 连接Turbo Grid模块与CFX模块

3）新打开的Setup模块即CFX-Pre模块，如图6-41所示。

图6-41 CFX-Pre模块

4）图6-41所示为CFX软件的一般模式，本文可直接选择其专有的叶轮机械模式。如图6-42所示，选择[Tools]＞[Turbo Mode...]菜单命令，打开叶轮机械模式。

图6-42 打开叶轮机械模式

5）叶轮机械模式下的软件界面及视图区如图6-43所示。

图6-43 叶轮机械模式下的软件界面及视图区

6）如图6-44所示，将“Basic Settings”栏中的“Machine Type”更改为“Fan”。

图6-44 更改Machine Type

7）单击按钮，如图6-45所示，设置风机转速等参数。

8）单击按钮，如图6-46所示，属性栏中展开风机转速等参数项。

图6-45 设置风机转速等参数

图6-46 风机转速设置

9）将Value项设置为-2000，单位为revmin^−1（转/分），如图6-47所示，风机旋转方向因为转速的设置而改变。

图6-47 修改风机转速

10）勾选属性栏中的“Wall Configuration”项，在展开的“Tip Clearanceat Shroud”项处选择“Yes”，确认叶顶间隙，如图6-48所示。

11）单击按钮，如图6-49所示，进行求解方法的设置。本章默认采用k-Epsilon方法进行风机性能的稳态计算，气体采用25℃常温气体。同时将“Inflow/Outflow Boundary Templates”栏选择为第3项“P-Total Inlet Mass Flow Outlet”，即选择压力入口、质量流量出口方式，属性栏扩展为如图6-50所示的形式。

12）如图6-51所示，将P-Total项改为0[Pa]，表示入口处为一个大气压；将Mass Flow项改为“Per Passage”方式，表示按单流道出口质量流量方式定义出口条件；将Mass Flow Rate项改为0.1[kgs^−1]。

13）单击按钮，进入交界面设置界面，如图6-52所示。

图6-48 确认叶顶间隙

图6-49 设置求解方法

图6-50 选择压力入口、质量流量出口方式

图6-51 修改进出口条件

图6-52 交界面设置界面

14）任意单击Interfaces栏中的第2项“R1 to R1 Periodic1”，展开属性栏。如图6-53所示，这些周期性条件已经设置好了。(www.xing528.com)

15）继续单击按钮，进入边界条件设置界面，如图6-54所示。

16）单击Boundaries栏中的第3项“R1 Inlet”，展开属性栏。如图6-55所示，入口边界条件已经设置好了。在此，读者不难发现，如果按本章流程一步步建立风机模型并求解计算，将很方便、快捷。

17）继续单击按钮，进入“Final Operations”界面，如图6-56所示。默认选择“Enter General Mode”选项，单击“Finish”按钮，进入软件主界面。

图6-53 设置周期性条件

图6-54 边界条件设置界面

图6-55 确定边界条件设置

图6-56 “Final Operations”界面

18）如图6-57所示，软件主界面左侧列出了叶轮的一系列边界条件，右侧视图区则对单流道叶轮加载了边界条件。在视图区中，箭头明确表示出了进出口条件，而周期性边界则用循环的箭头表示。

图6-57 边界条件示意图

19）如图6-58所示，双击Solver节点下的“Solver Control”项，进行求解器的设置，属性栏展开为如图6-59所示的形式。

图6-58 双击“Solver Control”项

图6-59 设置求解器

20）如图6-60所示，将最大迭代步数“Max.Iterations”项修改为1000，将残差目标“Residual Target”项修改为0.00001，即比默认设置降低一个数量级。单击“OK”按钮确认设置。

图6-60 修改最大迭代步数

21）接下来建立出口压力的监测点。双击Solver节点下的“Output Control”项，属性栏展开为如图6-61所示的形式。

图6-61 双击“Output Control”项

22）单击图6-61所示属性栏中的Tab页“Monitor”，勾选“Monitor Objects”项，属性栏展开为如图6-62所示的形式。

23）单击按钮，弹出如图6-63所示的“Insert Monitor Name”对话框。

图6-62 Output Control项属性栏

图6-63 “Insert Monitor Name”对话框

24）设置压力监测点。输入监测点名称“Pressure_Outlet”，单击“OK”按钮确认操作。监测点“Pressure_Outlet”的属性栏如图6-64所示。

图6-64 监测点“Pressure_Outlet”的属性栏

25）将“Output Variables List”项更改为“Total Pressure in Stn Frame”，输出该点的总压值。

26）在视图区中旋转叶轮，将出口面对用户。先单击属性栏中的“Cartesian Coordinates”项右侧的任一个数字，再在叶轮出口界面上的任意位置单击一下，即采到该点的三维坐标信息，如图6-65所示。单击“OK”按钮确认操作。

图6-65 压力监测点的三维坐标信息

27）回到软件主界面，可以看到，“Output Control”栏下出现监测点“Pressure_Outlet”项，同时视图区出口处出现该点的一个黄色标识，如图6-66所示。

图6-66 视图区中的压力监测点

28）单击“保存”按钮，保存算例。