一种基于ANSYS-CFX软件的叶片泵空化数值模拟自动运行方法

摘要

本发明公开了一种基于ANSYS-CFX软件的叶片泵空化数值模拟自动运行方法。采用ANSYS-CFX软件设置叶片泵无空化数值计算文件，包括流场区域的初始建模和网格划分，边界条件设置，计算模型选择，收敛条件判定。设置空化数值计算文件，包括添加汽相物性材料，设定进口两相组分边界条件，设定初始进口压力边界条件，选择空化模型。采用ANSYS-CFX软件自动运行所需的后缀名为ccl的文件。建立可实现空化数值模拟自动运行的批处理文件，双击运行该文件即可实现叶片泵空化数值模拟的自动运行。本发明可以保证整个数值计算过程的连续自动地进行，从而最大程度上缩短整个数值计算过程耗费的时间。

主权项

一种基于ANSYS‑CFX软件的叶片泵空化数值模拟自动运行方法，其特征在于步骤包括：1）采用三维造型软件进行流场区域的初始建模，采用网格划分软件进行网格划分，将网格文件导入ANSYS‑CFX中选择Steady计算模式，设定液相物性材料water at 25C，设置压力进口、质量流量出口边界条件，设定初始进口压力边界条件100000Pa，选取湍流计算模型k‑ε，设置收敛条件1e‑4，输出后缀为def的无空化数值计算文件；2）在上述的无空化数值计算文件上添加汽相物性材料water vapor at 25C，将进口液相组分的边界条件设为1，将汽相组分的边界条件设为0，选择ANSYS‑CFX软件的空化模型，输出后缀名为def的空化数值计算文件，通过ANSYS‑CFX软件输出包含所有设置的后缀名为ccl的文件；3）确定最终所需的空化数σ，通过公式σ=(Pin ‑Pv)/0.5ρl u22  计算出相对应的进口压力值，其中Pin表示进口压力值，为所需计算的数值，Pv表示饱和蒸汽压力，ρl表示流体密度，u2表示叶轮圆周速度，研究人员确定叶片泵空化数值计算工况点数目n，P1=100000Pa，Pn=Pin ,令1≤m≤n‑1,打开第m次工况点输出的ccl文件，将其中表示叶片泵进口压力边界条件的压力值Pm修改为第m+1次工况点数值计算所需的压力值Pm+1，并另存该ccl文件，依次建立其余ccl文件，直至Pn=Pin，新建一个文件夹，将上述文件全部放在该文件夹内；4）在上述文件夹下新建一个文本文档，在该文本文档中写入ANSYS‑CFX软件的安装路径，写入运行数值计算文件的命令，指定后缀名为def的数值计算文件路径，写入改变进口压力边界条件的命令，指定后缀名为ccl的文件路径，将上一个进口压力条件下计算完成后生成的结果文件作为下一个进口压力条件下计算时的初始场，写入并行计算使用内核数量的命令；5）保存该auto.txt文本文档，并将该文本文档的后缀名名修改为bat，双击运行上述文件，计算机将自动调用ANSYS‑CFX软件进行叶片泵空化数值计算，首先从无空化数值计算开始进行，当该计算过程结束并生成结果文件后，ANSYS‑CFX软件将自动执行下一行的命令，使得计算能够连续进行，最终得到各个进口边界条件下叶片泵的空化数值计算结果。