搜索Pumplinx常见问题解答（2）
2016-09-13 by:CAE仿真在线 来源:互联网
Q:PumpLinx 软件的单位制是什么?为何在参数界面中看不到?从其它三维建模软件中导入的模型是否需要进行单位制的转换?
A:PumpLinx 采用的标准的国际SI 单位制,各参数的单位均已集成到软件中,不过没有对用户可见,从外部导入模型时,一定要注意单位制的转换,无论模型所带的单位是什么,PumpLinx 均按米制单位导入。例如,有的客户在UG 中以mm为单位创建好了模型,导入到PumpLinx 中进行计算时发现很难收敛,这就是由于未进行单位制的转换而造成的,100mm 的尺度在导入PumpLinx 时被放大到100m,可想而知,计算时无法正常进行的。
Q:PumpLinx 对导入的几何模型文件格式有要求吗?用UG、CATIA、Pro-E 这些建模软件创建的模型可以导入吗?
A:有要求,PumpLinx 要求导入的几何模型必须是STL 格式的,通用的建模软件,包括UG、CATIA、Pro-E 等均兼容这种格式。
Q:PumpLinx 的计算域需要在模型导入之前就定义好吗?包括边界表面的划分、区域交界面的划分等等。
A:不需要,PumpLinx 具有便捷实用的几何模型编辑功能,能方便快速地实现计算域的划分、边界表面的定义等功能。
Q:PumpLinx 网格生成工具生成的是什么样的网格?与其他的网格处理工具兼容吗?
A:PumpLinx 生成的是笛卡尔网格,目前,PumpLinx 生成的网格还无法在其他网格处理工具中兼容,不过PumpLinx 可以兼容其他的网格形式,如,Nastran Grid,Gambit Neutral 以及Ansys CDB 等等。
Q:网格尺度是如何控制的?如何查看网格及节点的数量?
A:PumpLinx 网格尺度主要是通过“Maximum Cell Size”,“Minimum Cell Size”及“Cell Size on Surfaces”这三个参数来控制的,一般我们建议“Maximum Cell Size”与“CellSize on Surfaces”的比值控制在2:1 到4:1 之间。网格生成后,先单击生成的体网格名称,然后再单击“Grid and Geometry Information”功能按钮,即可显示生成的网格数量及节点数量等信息。
Q :在生成网格时,经常会产生一些碎小的“烂面”,并被自动命名为“Sub-features”,这对网格总体质量有影响吗?
A:出现这种情况是正常的,这是因为集合模型表面不是绝对光滑的,以至在局
部表面会产生尖角、缝隙等不连续的结构,进而反映到生成的网格上,就出现了这种小碎面。如果这种小碎面的数量不是很多,可以直接把它们合并到相邻的面网格上,如果数量比较多,则建议修整集合曲面(以更小的公差导出至STL 格式)或增加面网格的密度来改进。
Q:在创建交互面时,总会报错,而且在模型树结构界面中也没有出现预期的交互面,这是因为什么造成的?
A:出现这种情况的原因很可能是交互面的双方靠得太近,甚至出现交叠,所以
两个面上的网格点无法正确投影,进而无法生成交互面。解决这类问题的办法就是在一组交互面中间预留一定的间隙,如0.1mm。
Q:PumpLinx 是否可以模拟含有多个转子的多级离心泵,其中每个转子都具有不同的叶片数和转速,如果可以的话,该如何实现?
A:在选择泵模板时,同一个类型的泵模板可以多次添加,只需要在添加时重新
定义一个模板的名称即可,如“rotor1”,“rotor2”……。然后对每个模板单独定义转速、叶片数等,进而可以实现对多级泵的模拟。
Q:在选择计算模板之后,除了泵模板,其他模板均不能设置任何参数?如果要更改湍流计算残差、插值方式、计算松弛因子等,该如何实现?
A:实际上软件中已经包含了缺省的计算参数,包括湍流模型、插值方式等,如
果用户要自行修改的话,可以在泵模板参数列表中,将“Setup Options”设置为“ExtendedMode”,然后,其它模板的参数界面就可以修改了。
Q:PumpLinx 提供了几种湍流模型?如何进行选取?
A:PumpLinx 针对泵的三维流场计算特性提供了“Standard K-Epsilon”及“RNG”两种模型供用户选择。首先,将泵模板参数列表中的“Setup Options”设置为“Extended Mode”,然后单击“Geometric Entities”中的体网格名称,在出现的参数列表中,有“Turbulence”一项,在其下拉列表中,即可对湍流模型进行选择。但到目前为止,对于叶轮机械,通过试验Standard K-Epsilon模型已被证实能提供优秀仿真精度。当然,未来Pumplinx还也会逐渐增加湍流模型。
Q:PumpLinx 可以考虑非凝结气体对空化的影响吗?
A:可以,PumpLinx 提供了四种非凝结气子模型:固定气体质量分数模型、可变气体质量分数模型、平衡态气体溶解/挥发模型、有限速率气体溶解/挥发模型。默认为第一种,用户只需设置初始的气体质量分数即可。
Q:如何在计算中监测某个点或者某个剖面上的流动参数及分布?
A:在计算开始之前,首先根据三维坐标创建一个点,在计算过程中,对该点创
建一条监测曲线“Plot1”,然后选择关心的参数,便可查看该点上的参数随时间的变化曲线。对于剖面,我们需要通过其上的参考点和法向向量来定义,在计算过程中,可以实时地查看该平面上的参数分布,也可以通过手动移动滑块的位置来查看计算流场中与其平行的平面上的参数分布情况。
Q:如何创建一个动画?
A:首先,将瞬态计算结果保存频率设置为比较小的数(默认为计算时间步),在计算完成之后,将模型视图调整至期望的效果,并对要生成动画的区域选择相关参数(压力、温度等),然后在软件界面中单击“File”-“Save Animation”,然后在弹出的浏览器中,选择要生成动画的计算结果即可。不难想象,计算保存频率越高,生成的动画连续性就越好。
Q:Pumplinx 计算时残差曲线收敛的标准是什么?有没有什么判定收敛的方法?纵坐标的数字代表的是10 的数量级吗?
A:收敛和其他CFD 软件一样首先是按残差算。除了残差,还要考虑整体守恒性(比如总质量流的守恒),以及所关心的物理量的变化情况(趋于稳定,或周期性等)。残差的纵坐标是10 的数量级。
Q:多级离心泵要关心级间的扬程,就是看每一级的扬程,那就是要得到第一级的出口跟第二级的进口交互面的压力,所以能不能对交互面的压力进行“plot”,就像是plot 出口压力那样,而现在点击交互面plot 后的列表里没有压力选项。从结果文件integrals.txt 里只有x,y,z 轴上的压力(px_rotor_mgi_volute ,pz_rotor_mgi_volute,py_rotor_mgi_volute),怎么得到这个面上的压力?
A: Interface(交界面)可以输出总压。需要按质量平均的总压用于每级间的扬程计算。总压按内定是不输出的,所以你要手动加上。先把模式改成“extended Mode”,然后选则对应的界面,把”Output"改成“user select”,并将“mass averaged total pressure”设置为“Yes”。
Q:现在加面的话只能是加垂直的面(x=2 的面),能不能加斜的面?
A:可以用斜面做切面。选“Arbitrary Plane”就可以了
Q:对容积泵来说稳定运行后泵有可能充不满油,这个能否模拟?
A:原则上可以,不过处理这样的问题目前的(空化)模型不是很理想,做的比
较少,建议用VOF模型。
Q:现在PumpLinx 做的都是稳定运行时的情况吧?能不能模拟泵启动的过程?就是油逐渐充满泵的过程,看一下什么时间充满什么程度,充满用多久?
A:可以,PumpLinx可以模拟泵的自吸。
Q : PumpLinx 生成文档-integrals.txt 里,第一行标注(qa,qva,powa,q,qv,px,py,pz,tx,ty,tz,torq,pow,gas)的汉语意思?
A: qa、qva 和powa 指的是平均质量流量、平均体积流量和平均功率;px、py、pz 指的是压力;tx、ty、tz 和torq 指的是扭矩;gas 指的气体体积质量分数。具体可查看“Integral_Point_Data_Table.pdf”文档。
Q:Pumplinx的二叉树网格怎么捕捉流动边界层?怎么控制边界层网格?
A:
ü Pumplinx具备非结构化多面体网格生成器,也能采用任何类型的网格进行计算;
ü 您可以导入其它任何类型的网格,但是我们建议您采用Pumplinx自带的二叉树网格,因为二叉树网格具备非常高的易用性、效率、速度和准确度。
ü 如下格式的网格可以被导入到Pumplinx中:
Nastran、Gambit Neutral、Ansys CBD Format、GridPro;
ü Pumplinx虽然没有直接对边界层网格进行控制的功能,但可以对表面的网格单元进行详细的定义;
ü 通过对表面网格尺度进行详细定义,可以把网格细化的结果传递到边界层;如下图。
ü 对于从边界层到它附近区域之间这块空间的网格生成,采用了Pumplinx独有的严格而准确的网格生成算法;
达到同样精度的仿真结果,对于同一模型,
pumplinx采用的二叉树网格数量远远小于传统的结构化六面体网格。
Q:如何判断网格质量?
A:
ü 每个网格单元都来源于正交化方法生成的规则多面体网格,所以Pumplinx网格质量很高,没有尖尖角角等形状扭曲的网格;
ü 对于湍流,边界面上的y+值可以被输出;
Q:怎么判断网格是否足够好,可以用于计算了?
A:
ü 用户可以详细控制内部体网格的尺寸及表面上网格的尺寸;
ü 对于网格数量多少合适的判断,更多还是来自于流体分析的经验;
ü 通过培训和技术支持,帮助用户判断不同模型及问题的网格生成方法;
Q:怎么输出y+值?
A:y+值可以被输出,y+定义如下。
输出方法如下图所示。
Q:具备哪些流体介质?
A:
ü Pumplinx提供预定义的流体有:油、水和空气;
ü 这些流体的物性参数可以是常数或者是变量;
ü 物性参数可以从数据表中读取,或者创建物性参数表来模拟任何类型的流体;
ü 混合的复杂流体介质也可以通过他们的物性参数进行定义;
ü 非牛顿模型也是可用的;
Q:pumplinx能否预测轴向载荷?
A:可以。
Pumplinx通过计算可以得出部件表面的压力,比如转子所有表面所受的压力,同时可以考虑泄漏和平衡孔的影响;
ü 通过对任何部件(比如转子)表面的压力进行积分计算,可以得出并输出部件在X,Y,Z三个方向上所受载荷;
Q:pumplinx能否考虑泄漏?
A:可以。
Pumplinx使用“Create Template Mesh”来生成泵的转子区的网格。通过“CreateTemplate Mesh”指定内/外齿轮、转子/叶片、主/从动齿轮对转子区的网格进行化分,转子区的网格均为结构化网格,如下图所示。
Pumplinx可考虑泵的泄漏问题。
无需预先在CAD 中建立泄漏的模型。仅需要在转子网格设置“Create Template Mesh”->advanced mode 中设定泄漏油层的厚度、内、外径,内、外径泄漏油层的厚度,左图中的转子会自动增加漏油层的几何和网格,如图所示。
齿轮泄漏油层参数设置
泄漏油层的网格可划分1~3 层,泄漏油层的厚度最窄可设置为2 微米。
同样柱塞泵的泄漏层如下图所示:
Q:Pumplinx能模拟流-固相互作用吗?
A:
ü Pumplinx可以进行一个自由度(1-DOF)的流-固相互作用模拟,比如旋转和平移;
ü 例子包括预测自由轮的旋转,阀门或转子的线性位移;
ü Pumplinx不能模拟固体的变形,但可以把指定的变形,如从第三方软件导入;
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