Создание сетки пртоточной части вентилятора с помощью CFX-Mesh

Данная статья входит в набор статей для решения задачи "Моделирование осевого вентилятора в Ansys 12"

Полный список статей для этой задачи таков:

Описание задачи

1. Создание геометрии в Ansys BladeModeler

2. Предварительные расчеты

3. Создание сетки с помощью CFX-Mesh (данная статья)

4. Расчет течения в Ansys CFX

5. Поспроцесоорная обработка результатов в CFD-Post

См. также:

6. Расчет течения в Ansys Fluent

Сопутсвующие матераилы:

Расчет штамповки ступицы вентилятора в сиcтеме QForm 2D/3D

В Project Schematic Workbench`а добавим систему Mesh (дабл-клик на Mesh в Toolbox).

Далее перетаскиваем ячейку Geometry (система Geometry) на Geometry (Mesh), при этом ячейка назначения выделяется красным, после того как отпустили кнопку мыши, системы соединяются между собой.

Открываем ячейку Mesh (система Mesh, дабл-клик). В диалоге справа либо сразу принимаем выбор по умолчанию (CFX-Mesh), нажав ОК, либо если чуть-чуть подождать этот выбор будет сделан за нас и будет запущен CFX-Mesh.

Интерфейс CFX-Mesh

Выберем в дереве Default Body Spacing и назначим Maximum Spacing [mm] - 2. То же самое сделаем для Default Face Spacing, задав для Maximum Edge Length [mm] тоже 2. С размерами можно поэкспериментировать. Хорошей практикой является создание сеток с разными размерами (в сторону уменьшения) и исследование сходимости. Кроме того, размеры приходится выбирать в зависимости от геометрии и от размерности окончательной сетки.

Добавим периодическую пару, всплывающее меню по правой кнопке на Periodicity->Insert->Periodic Pairs. Сразу стоит поменять Option на Rotational и убедиться что ось, задаваемая точками, совпадает с осью вращения. Далее присвоим Location 1 регион PeriodicA Blade1 (щёлкаем в ячейке, выбираем регион, жмём Apply). И PeriodicB Blade1 для Location 2.

Теперь добавим область призматического слоя. По правой кнопке на Inflation, Insert->Inflated Boundary. Для Location укажем Blade, Hub и Shroud, Maximum Thickness [mm] - 2.

Количество слоёв призматического слоя можно указать в самом Inflation, мы оставим 5. В принципе имеет смысл посмотреть мануал CFX по поводу требований к разбиению пограничного слоя для конкретной модели турбулентности. В частности для модели SST рекомендуется иметь 10 точек поперёк пограничного слоя (ANSYS CFX-Solver Modeling Guide->Turbulence and Near-Wall Modeling->Turbulence Models->The k-omega and SST Models). Если есть оценка толщины пограничного слоя, то можно задать толщину и количество слоёв исходя из этого. Можно также скорректировать параметры по результатам первого расчёта.

При необходимости задать толщину первого слоя можно поменять Total Thickness (Inflation Option, Option) на First Layer Thickness и задать значение.

Теперь мы готовы к генерации сетки. Жмём Generate Volume Mesh и ждём завершения работы. При выделении групп просмотра (в Preview) мы можем увидеть получившуюся сетку.

Как видно, при генерации появляются предупреждения, что есть несовпадающие периодические пары и размер несовпадения. Можно посмотреть насколько велико несовпадение, в данном случае мы переживём. CFX-Mesh довольно чувствителен в этом вопросе... Сетка есть, теперь просто закрываем CFX-Mesh и в Workbench можно сохранить проект.