叶片泵非定常计算优化技巧

非定常计算通常在定常计算的基础上进行修改获得，具体修改操作分为以下几步：

1）瞬态设置：在左侧模型树上选择【Analysis Type】，双击进入属性编辑，如图4-27所示。非定常计算将【Analysis Type】的【Option】选为【Transient】；接下来定义非定常计算总计算时间，一般非定常计算需要计算5～8个叶轮旋转周期方可得到可靠的解，定义步骤如图4-28所示，在【Time Duration】下的【Total Time】输入框中输入总的计算时间，比如本例的叶轮转速是2900r/min，其旋转一周的时间即为60/2900=0.02069s，旋转5周的时间即为5×60/2900=0.10345s；然后定义每一个旋转周期内计算步数，这里可以理解为定义叶轮每旋转几度计算一次，比如本例中叶轮每转4°计算一次，其时间即为5×60=0.001149s；最后单击【Apply】按钮，完成非定常计算的瞬态设置。

图4-27 非定常计算设置界面

图4-28 计算定义步骤

2）数据交界面模型修改：对于非定常数据的交界面设置不同于定常计算设置，其关键在于动-静计算域交界面的连接模型设置不同。在离心泵的动-静计算域交界面上双击，本例中为Interface1和Interface2，弹出如图4-29所示的标签。在交界面的连接模型【Interface Model】仍然选为【General Connection】；但坐标系变换【Frame Change/Mixing Model】的【Option】选为【Transient Rotor Stator】；其余设置均与定常设置相同；单击【Apply】按钮完成动-静计算域非定常计算的数据交界面的定义。

3）求解器参数修改：双击模型树上的【Solver Control】或直接单击工具条上的，左侧控制树弹出求解参数属性编辑标签，如图4-30所示。可以看到非定常的求解器参数与定常计算的不同，主要不同点是对于瞬态时间项【Transient Scheme】以及内循环计算【Con-vergence Control】的定义。通常对于瞬态时间项【Transient Scheme】，我们可以接受系统的默认设置；内循环计算是针对每个时间步的求解次数，可以理解为每个时间步内都是一个定常计算，而内循环计算的次数【Min.Coeff.Loops】和【Max.Coeff.Loops】是对该定常计算的计算步数进行调整，一般非定常进入稳定计算后，每个非定常时间步内的计算很容易达到收敛值【RMS】1E-4，即内循环计算的次数可以很小，一般【Max.Coeff.Loops】设为10，【Min.Coeff.Loops】默认为1即可以保证每个非定常时间步内的收敛。收敛判据【Convergence Criteria】的【Residual Type】依然选为平均值【RMS】，并输入具体的值1.E-4；单击【Apply】按钮，完成非定常求解器参数的定义。

图4-29 非定常动-静交界面设置

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图4-30 非定常求解器参数设置

4）瞬态计算数据设置：往往我们在做非定常计算的时候，需要查看中间计算过程的数据，即叶轮旋转过程中的流场信息，为达到这一目的，需要对瞬态计算数据的保存进行设置。双击模型树上的Output Control或直接单击工具条上的，左侧控制树弹出求解参数属性编辑标签，如图4-31所示。在弹出的对话框中，选择【Trn Results】标签，如图4-32所示，单击新建一个瞬态数据保存，一般可以接受系统默认设置，只对【Output Frequen-cy】进行改变，在下方的【Option】选项里选择【Every Timestep】或【Time Interval】。【Every Timestep】意味着非定常的数据在每个非定常计算步就保存一次，本例中为每叶轮旋转4°保存一次，即为每保存一次瞬态结果，一般不推荐这样的设置，这是考虑到非定常数据会生成非常多的文件，占据大量的硬盘空间。一般我们只需要获得叶轮几个关键旋转位置的流场，比如每叶轮旋转20°获得一次流场，可以选择【Time Inter-val】，在下方的输入框中输入具体的时间，本例中即为。然后单击【Apply】按钮，完成非定常数据保存的设置。

图4-31 非定常求解参数属性编辑界面

图4-32 非定常瞬态计算数据编辑设置

图4-33 非定常文件的计算设置

5）非定常文件的计算设置：进行计算文件的保存，这与定常计算的操作相同，不再介绍。找到上步保存好的非定常.def文件，双击打开弹出定义计算界面，在进行非定常计算时通常需要初始流场。这里的初始流场即为定常计算的结果。所以非定常计算的基础是进行定常的计算。具体操作如图4-33所示，首先勾选【Initial Values Specifica-tion】，出现下方的【Initial Values 1 Settings】对话框，单击找到之前的定常计算结果即.res文件。同样网格较少的情况下不需要开启并行计算模式，开启并行计算的方法与定常计算开启并行方法相同。最后单击【Start Run】按钮开始计算。完成非定常文件的计算设置。