CFX高级应用——如何模拟阀完全关闭到开启的过程

当流体模型包括几何运动-例如转子压缩机,齿轮泵,血液泵或者内燃机-就要求网格的运动。运动网格的策略涵盖了每个可以想得到的运动。特别是在流固耦合计算中涉及固体在流体中的大变形和大位移运动,ANSYS CFX结合ICEMCFD实现外部网格重构功能,用来模拟特别复杂构型的动网格问题并不会产生坏的网格单元,这种运动可以是指定规律的运动,比如汽缸的活门运动事件,也可以是通过求解刚体六自由度运动的结果,配合ANSYS CFX的多构型(Multi-Configuration)模拟,可以方便处理活塞封闭和边界接触计算。而且,对于螺杆泵、齿轮泵这种特殊的泵体运动,ANSYS CFX开发了独特的浸入固体方法(immersed solids)不需要任何网格变形或重构,采用施加动量源项的方法来模拟固体在流体中的任意运动。基于以上两种动网格策略,用户可以方便地解决任意复杂的动网格问题。这是CFX 12新增的动网格功能。这里我想描述一下Multi-Configuration and Remeshing 的功能。下面是一个带弹簧的活塞1自由度运动,当压力大于弹簧力时,活塞上移,活塞一开始处于封闭状态的,这也是目前CFD网格技术的瓶颈,但是CFX12 在处理这种问题上独辟蹊径,采用多构型和网格重划分结合的办法有效解决这一难题。

  下面我们会开始模拟这个过程。在CFD中无法模拟阀由完全关闭到开启的过程,因为这个过程需要由面网格拉伸出体网格才可以实现,在CFX中我们可以通过Multi-Configuration来实现这个过程,而阀一旦开启后,剩下的即可通过remeshing功能来不断改善网格轻松模拟出来。