搜索Pumplinx常見問題解答（2）
2016-09-13 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
Q:PumpLinx 軟件的單位制是什么?為何在參數界面中看不到?從其它三維建模軟件中導入的模型是否需要進行單位制的轉換?
A:PumpLinx 采用的標準的國際SI 單位制,各參數的單位均已集成到軟件中,不過沒有對用戶可見,從外部導入模型時,一定要注意單位制的轉換,無論模型所帶的單位是什么,PumpLinx 均按米制單位導入。例如,有的客戶在UG 中以mm為單位創建好了模型,導入到PumpLinx 中進行計算時發現很難收斂,這就是由于未進行單位制的轉換而造成的,100mm 的尺度在導入PumpLinx 時被放大到100m,可想而知,計算時無法正常進行的。
Q:PumpLinx 對導入的幾何模型文件格式有要求嗎?用UG、CATIA、Pro-E 這些建模軟件創建的模型可以導入嗎?
A:有要求,PumpLinx 要求導入的幾何模型必須是STL 格式的,通用的建模軟件,包括UG、CATIA、Pro-E 等均兼容這種格式。
Q:PumpLinx 的計算域需要在模型導入之前就定義好嗎?包括邊界表面的劃分、區域交界面的劃分等等。
A:不需要,PumpLinx 具有便捷實用的幾何模型編輯功能,能方便快速地實現計算域的劃分、邊界表面的定義等功能。
Q:PumpLinx 網格生成工具生成的是什么樣的網格?與其他的網格處理工具兼容嗎?
A:PumpLinx 生成的是笛卡爾網格,目前,PumpLinx 生成的網格還無法在其他網格處理工具中兼容,不過PumpLinx 可以兼容其他的網格形式,如,Nastran Grid,Gambit Neutral 以及Ansys CDB 等等。
Q:網格尺度是如何控制的?如何查看網格及節點的數量?
A:PumpLinx 網格尺度主要是通過“Maximum Cell Size”,“Minimum Cell Size”及“Cell Size on Surfaces”這三個參數來控制的,一般我們建議“Maximum Cell Size”與“CellSize on Surfaces”的比值控制在2:1 到4:1 之間。網格生成后,先單擊生成的體網格名稱,然后再單擊“Grid and Geometry Information”功能按鈕,即可顯示生成的網格數量及節點數量等信息。
Q :在生成網格時,經常會產生一些碎小的“爛面”,并被自動命名為“Sub-features”,這對網格總體質量有影響嗎?
A:出現這種情況是正常的,這是因為集合模型表面不是絕對光滑的,以至在局
部表面會產生尖角、縫隙等不連續的結構,進而反映到生成的網格上,就出現了這種小碎面。如果這種小碎面的數量不是很多,可以直接把它們合并到相鄰的面網格上,如果數量比較多,則建議修整集合曲面(以更小的公差導出至STL 格式)或增加面網格的密度來改進。
Q:在創建交互面時,總會報錯,而且在模型樹結構界面中也沒有出現預期的交互面,這是因為什么造成的?
A:出現這種情況的原因很可能是交互面的雙方靠得太近,甚至出現交疊,所以
兩個面上的網格點無法正確投影,進而無法生成交互面。解決這類問題的辦法就是在一組交互面中間預留一定的間隙,如0.1mm。
Q:PumpLinx 是否可以模擬含有多個轉子的多級離心泵,其中每個轉子都具有不同的葉片數和轉速,如果可以的話,該如何實現?
A:在選擇泵模板時,同一個類型的泵模板可以多次添加,只需要在添加時重新
定義一個模板的名稱即可,如“rotor1”,“rotor2”……。然后對每個模板單獨定義轉速、葉片數等,進而可以實現對多級泵的模擬。
Q:在選擇計算模板之后,除了泵模板,其他模板均不能設置任何參數?如果要更改湍流計算殘差、插值方式、計算松弛因子等,該如何實現?
A:實際上軟件中已經包含了缺省的計算參數,包括湍流模型、插值方式等,如
果用戶要自行修改的話,可以在泵模板參數列表中,將“Setup Options”設置為“ExtendedMode”,然后,其它模板的參數界面就可以修改了。
Q:PumpLinx 提供了幾種湍流模型?如何進行選取?
A:PumpLinx 針對泵的三維流場計算特性提供了“Standard K-Epsilon”及“RNG”兩種模型供用戶選擇。首先,將泵模板參數列表中的“Setup Options”設置為“Extended Mode”,然后單擊“Geometric Entities”中的體網格名稱,在出現的參數列表中,有“Turbulence”一項,在其下拉列表中,即可對湍流模型進行選擇。但到目前為止,對于葉輪機械,通過試驗Standard K-Epsilon模型已被證實能提供優秀仿真精度。當然,未來Pumplinx還也會逐漸增加湍流模型。
Q:PumpLinx 可以考慮非凝結氣體對空化的影響嗎?
A:可以,PumpLinx 提供了四種非凝結氣子模型:固定氣體質量分數模型、可變氣體質量分數模型、平衡態氣體溶解/揮發模型、有限速率氣體溶解/揮發模型。默認為第一種,用戶只需設置初始的氣體質量分數即可。
Q:如何在計算中監測某個點或者某個剖面上的流動參數及分布?
A:在計算開始之前,首先根據三維坐標創建一個點,在計算過程中,對該點創
建一條監測曲線“Plot1”,然后選擇關心的參數,便可查看該點上的參數隨時間的變化曲線。對于剖面,我們需要通過其上的參考點和法向向量來定義,在計算過程中,可以實時地查看該平面上的參數分布,也可以通過手動移動滑塊的位置來查看計算流場中與其平行的平面上的參數分布情況。
Q:如何創建一個動畫?
A:首先,將瞬態計算結果保存頻率設置為比較小的數(默認為計算時間步),在計算完成之后,將模型視圖調整至期望的效果,并對要生成動畫的區域選擇相關參數(壓力、溫度等),然后在軟件界面中單擊“File”-“Save Animation”,然后在彈出的瀏覽器中,選擇要生成動畫的計算結果即可。不難想象,計算保存頻率越高,生成的動畫連續性就越好。
Q:Pumplinx 計算時殘差曲線收斂的標準是什么?有沒有什么判定收斂的方法?縱坐標的數字代表的是10 的數量級嗎?
A:收斂和其他CFD 軟件一樣首先是按殘差算。除了殘差,還要考慮整體守恒性(比如總質量流的守恒),以及所關心的物理量的變化情況(趨于穩定,或周期性等)。殘差的縱坐標是10 的數量級。
Q:多級離心泵要關心級間的揚程,就是看每一級的揚程,那就是要得到第一級的出口跟第二級的進口交互面的壓力,所以能不能對交互面的壓力進行“plot”,就像是plot 出口壓力那樣,而現在點擊交互面plot 后的列表里沒有壓力選項。從結果文件integrals.txt 里只有x,y,z 軸上的壓力(px_rotor_mgi_volute ,pz_rotor_mgi_volute,py_rotor_mgi_volute),怎么得到這個面上的壓力?
A: Interface(交界面)可以輸出總壓。需要按質量平均的總壓用于每級間的揚程計算。總壓按內定是不輸出的,所以你要手動加上。先把模式改成“extended Mode”,然后選則對應的界面,把”Output"改成“user select”,并將“mass averaged total pressure”設置為“Yes”。
Q:現在加面的話只能是加垂直的面(x=2 的面),能不能加斜的面?
A:可以用斜面做切面。選“Arbitrary Plane”就可以了
Q:對容積泵來說穩定運行后泵有可能充不滿油,這個能否模擬?
A:原則上可以,不過處理這樣的問題目前的(空化)模型不是很理想,做的比
較少,建議用VOF模型。
Q:現在PumpLinx 做的都是穩定運行時的情況吧?能不能模擬泵啟動的過程?就是油逐漸充滿泵的過程,看一下什么時間充滿什么程度,充滿用多久?
A:可以,PumpLinx可以模擬泵的自吸。
Q : PumpLinx 生成文檔-integrals.txt 里,第一行標注(qa,qva,powa,q,qv,px,py,pz,tx,ty,tz,torq,pow,gas)的漢語意思?
A: qa、qva 和powa 指的是平均質量流量、平均體積流量和平均功率;px、py、pz 指的是壓力;tx、ty、tz 和torq 指的是扭矩;gas 指的氣體體積質量分數。具體可查看“Integral_Point_Data_Table.pdf”文檔。
Q:Pumplinx的二叉樹網格怎么捕捉流動邊界層?怎么控制邊界層網格?
A:
ü Pumplinx具備非結構化多面體網格生成器,也能采用任何類型的網格進行計算;
ü 您可以導入其它任何類型的網格,但是我們建議您采用Pumplinx自帶的二叉樹網格,因為二叉樹網格具備非常高的易用性、效率、速度和準確度。
ü 如下格式的網格可以被導入到Pumplinx中:
Nastran、Gambit Neutral、Ansys CBD Format、GridPro;
ü Pumplinx雖然沒有直接對邊界層網格進行控制的功能,但可以對表面的網格單元進行詳細的定義;
ü 通過對表面網格尺度進行詳細定義,可以把網格細化的結果傳遞到邊界層;如下圖。
ü 對于從邊界層到它附近區域之間這塊空間的網格生成,采用了Pumplinx獨有的嚴格而準確的網格生成算法;
達到同樣精度的仿真結果,對于同一模型,
pumplinx采用的二叉樹網格數量遠遠小于傳統的結構化六面體網格。
Q:如何判斷網格質量?
A:
ü 每個網格單元都來源于正交化方法生成的規則多面體網格,所以Pumplinx網格質量很高,沒有尖尖角角等形狀扭曲的網格;
ü 對于湍流,邊界面上的y+值可以被輸出;
Q:怎么判斷網格是否足夠好,可以用于計算了?
A:
ü 用戶可以詳細控制內部體網格的尺寸及表面上網格的尺寸;
ü 對于網格數量多少合適的判斷,更多還是來自于流體分析的經驗;
ü 通過培訓和技術支持,幫助用戶判斷不同模型及問題的網格生成方法;
Q:怎么輸出y+值?
A:y+值可以被輸出,y+定義如下。
輸出方法如下圖所示。
Q:具備哪些流體介質?
A:
ü Pumplinx提供預定義的流體有:油、水和空氣;
ü 這些流體的物性參數可以是常數或者是變量;
ü 物性參數可以從數據表中讀取,或者創建物性參數表來模擬任何類型的流體;
ü 混合的復雜流體介質也可以通過他們的物性參數進行定義;
ü 非牛頓模型也是可用的;
Q:pumplinx能否預測軸向載荷?
A:可以。
Pumplinx通過計算可以得出部件表面的壓力,比如轉子所有表面所受的壓力,同時可以考慮泄漏和平衡孔的影響;
ü 通過對任何部件(比如轉子)表面的壓力進行積分計算,可以得出并輸出部件在X,Y,Z三個方向上所受載荷;
Q:pumplinx能否考慮泄漏?
A:可以。
Pumplinx使用“Create Template Mesh”來生成泵的轉子區的網格。通過“CreateTemplate Mesh”指定內/外齒輪、轉子/葉片、主/從動齒輪對轉子區的網格進行化分,轉子區的網格均為結構化網格,如下圖所示。
Pumplinx可考慮泵的泄漏問題。
無需預先在CAD 中建立泄漏的模型。僅需要在轉子網格設置“Create Template Mesh”->advanced mode 中設定泄漏油層的厚度、內、外徑,內、外徑泄漏油層的厚度,左圖中的轉子會自動增加漏油層的幾何和網格,如圖所示。
齒輪泄漏油層參數設置
泄漏油層的網格可劃分1~3 層,泄漏油層的厚度最窄可設置為2 微米。
同樣柱塞泵的泄漏層如下圖所示:
Q:Pumplinx能模擬流-固相互作用嗎?
A:
ü Pumplinx可以進行一個自由度(1-DOF)的流-固相互作用模擬,比如旋轉和平移;
ü 例子包括預測自由輪的旋轉,閥門或轉子的線性位移;
ü Pumplinx不能模擬固體的變形,但可以把指定的變形,如從第三方軟件導入;
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