Газодинамический расчет радиального вентилятора. Создание объемной модели

Расскажем о подготовке объемной модели рабочей среды (воздуха) радиального вентилятора в программе Spaceclaim для расчета газодинамики вентилятора. Почему Spaceclaim? Дело в том, что CAD программа Spaceclaim вводится в ANSYS 17.0 как альтернатива DesignModeler. В 18.0 версии она уже используется по умолчанию вместо DesignModeler. И, скорее всего, в следующих версиях DesignModeler исчезнет вовсе. ANSYS полностью переходит на Spaceclaim, как на современную, очень удобную программу для редактирования моделей.

проект в Workbench - ANSYS CFX

У вас должна быть объемная модель радиального вентилятора, которую и используем для создания объемной модели воздуха в его корпусе. Если деталь выполнена в сторонней программе, то экспортируйте ее в формате parasolid: .x_t или .x_b расширение. Далее заходите в Spaceclaim и импортируете деталь: Insert — File.

Spaceclaim - Insert - File

Итак, сначала нужно убрать все лишние зазоры между деталями, люки и болты, вы ведь не собираетесь обдувать каждую шляпку болта? В итоге получается сборка из двух цельных деталей — колеса и корпуса, воздухозаборник в данном случае объединен с корпусом.

В разрезе вентилятора возле коренного диска рабочего колеса видна полость, в которой вращаются задние лопатки колеса. Было решено значительно уменьшить объем этой полости с допущением, что утечка воздуха через уплотнитель на выходе из этой полости незначительна, и что задние лопатки незначительно влияют на рабочие характеристики вентилятора. Кроме того, также решено убрать небольшие углубления и острые выступы. Таким образом получаем окончательную твердотельную модель, которая будет использована для создания модели рабочей среды.

С помощью инструмента Prepare — Volume Extract — Select Edges выбираем ребра на входе и выходе корпуса и создаем объем, заключенный в корпусе вентилятора. Далее из него вычитаем объем твердотельного рабочего колеса. Получена объемная модель всего воздуха в вентиляторе.

Теперь нужно разбить объем рабочего тела на последовательность статор — ротор — статор. Это можно сделать с помощью простых инструментов Combine и Split Body, также заодно упростив выходную кромку покрывного диска рабочего колеса. Также после небольших раздумий было решено вовсе убрать полость за коренным диском. Таким образом получаем три домена: статор (воздухозаборник) — ротор (рабочее колесо) — статор (корпус).

Наконец, последний момент, не забывайте, что площади интерфейсов (inlet-outlet) между доменами должны совпадать, для этого нужно создать отпечатки ребер на интерфейсах с помощью инструмента Design-Intersect-Project.

На этом подготовка объемной модели рабочего тела вентилятора к газодинамическому расчету завершена!

Создание КЭМ ->

Если хотите задать вопросы или же что-то добавить к статье, то смело пишите в соответствующей теме на нашем форуме JustCAE!

Дополнительные моменты:

  • Почему бы не рассчитать это сектором? Например, упростив таким образом рабочее колесо. Да, так можно посчитать, однако же в реальности из-за формы «улитки» радиального вентилятора, на выходе из каждого сектора (межлопаточного канала) получаются неодинаковые давления, расчет же только сектора искусственно задает одинаковые давления на входе и выходе всех секторов, что вносит большую погрешность в результаты расчетов. Более того, на неоптимальных режимах работы в некоторых секторах могут возникать вихри и «перескакивать» с сектора на сектор, а расчет с использованием одного сектора с циклической симметрией не допустит такого, вместо этого будет смоделировано возникновение небольших одинаковых вихрей во всех лопаточных каналах.
  • Добавить объемы у входа и выхода из вентилятора. Желательно удлинить вход и выход вентилятора, чтобы расчет был устойчивей и точнее.
By | 2017-11-05T18:46:32+00:00 Сентябрь 5, 2017|Categories: CFD|Tags: , , , , |