Pumplinx常見問題解答（2）

2016-09-13 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

Q:PumpLinx 軟件的單位制是什么?為何在參數(shù)界面中看不到?從其它三維建模軟件中導(dǎo)入的模型是否需要進(jìn)行單位制的轉(zhuǎn)換?

A:PumpLinx 采用的標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際SI 單位制,各參數(shù)的單位均已集成到軟件中,不過沒有對(duì)用戶可見,從外部導(dǎo)入模型時(shí),一定要注意單位制的轉(zhuǎn)換,無論模型所帶的單位是什么,PumpLinx 均按米制單位導(dǎo)入。例如,有的客戶在UG 中以mm為單位創(chuàng)建好了模型,導(dǎo)入到PumpLinx 中進(jìn)行計(jì)算時(shí)發(fā)現(xiàn)很難收斂,這就是由于未進(jìn)行單位制的轉(zhuǎn)換而造成的,100mm 的尺度在導(dǎo)入PumpLinx 時(shí)被放大到100m,可想而知,計(jì)算時(shí)無法正常進(jìn)行的。

Q:PumpLinx 對(duì)導(dǎo)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(chuàng)建的模型可以導(dǎo)入嗎?

A:有要求,PumpLinx 要求導(dǎo)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(jì)算域需要在模型導(dǎo)入之前就定義好嗎?包括邊界表面的劃分、區(qū)域交界面的劃分等等。

A:不需要,PumpLinx 具有便捷實(shí)用的幾何模型編輯功能,能方便快速地實(shí)現(xiàn)計(jì)算域的劃分、邊界表面的定義等功能。

Q:PumpLinx 網(wǎng)格生成工具生成的是什么樣的網(wǎng)格?與其他的網(wǎng)格處理工具兼容嗎?

A:PumpLinx 生成的是笛卡爾網(wǎng)格,目前,PumpLinx 生成的網(wǎng)格還無法在其他網(wǎng)格處理工具中兼容,不過PumpLinx 可以兼容其他的網(wǎng)格形式,如,Nastran Grid,Gambit Neutral 以及Ansys CDB 等等。

Q:網(wǎng)格尺度是如何控制的?如何查看網(wǎng)格及節(jié)點(diǎn)的數(shù)量?

A:PumpLinx 網(wǎng)格尺度主要是通過“Maximum Cell Size”,“Minimum Cell Size”及“Cell Size on Surfaces”這三個(gè)參數(shù)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(wǎng)格生成后,先單擊生成的體網(wǎng)格名稱,然后再單擊“Grid and Geometry Information”功能按鈕,即可顯示生成的網(wǎng)格數(shù)量及節(jié)點(diǎn)數(shù)量等信息。

Q :在生成網(wǎng)格時(shí),經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些碎小的“爛面”,并被自動(dòng)命名為“Sub-features”,這對(duì)網(wǎng)格總體質(zhì)量有影響嗎?

A:出現(xiàn)這種情況是正常的,這是因?yàn)榧夏Ｐ捅砻娌皇墙^對(duì)光滑的,以至在局

部表面會(huì)產(chǎn)生尖角、縫隙等不連續(xù)的結(jié)構(gòu),進(jìn)而反映到生成的網(wǎng)格上,就出現(xiàn)了這種小碎面。如果這種小碎面的數(shù)量不是很多,可以直接把它們合并到相鄰的面網(wǎng)格上,如果數(shù)量比較多,則建議修整集合曲面(以更小的公差導(dǎo)出至STL 格式)或增加面網(wǎng)格的密度來改進(jìn)。

Q:在創(chuàng)建交互面時(shí),總會(huì)報(bào)錯(cuò),而且在模型樹結(jié)構(gòu)界面中也沒有出現(xiàn)預(yù)期的交互面,這是因?yàn)槭裁丛斐傻?

A:出現(xiàn)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(xiàn)交疊,所以

兩個(gè)面上的網(wǎng)格點(diǎn)無法正確投影,進(jìn)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(yù)留一定的間隙,如0.1mm。

Q:PumpLinx 是否可以模擬含有多個(gè)轉(zhuǎn)子的多級(jí)離心泵,其中每個(gè)轉(zhuǎn)子都具有不同的葉片數(shù)和轉(zhuǎn)速,如果可以的話,該如何實(shí)現(xiàn)?

A:在選擇泵模板時(shí),同一個(gè)類型的泵模板可以多次添加,只需要在添加時(shí)重新

定義一個(gè)模板的名稱即可,如“rotor1”,“rotor2”……。然后對(duì)每個(gè)模板單獨(dú)定義轉(zhuǎn)速、葉片數(shù)等,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多級(jí)泵的模擬。

Q:在選擇計(jì)算模板之后,除了泵模板,其他模板均不能設(shè)置任何參數(shù)?如果要更改湍流計(jì)算殘差、插值方式、計(jì)算松弛因子等,該如何實(shí)現(xiàn)?

A:實(shí)際上軟件中已經(jīng)包含了缺省的計(jì)算參數(shù),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(shù)列表中,將“Setup Options”設(shè)置為“ExtendedMode”,然后,其它模板的參數(shù)界面就可以修改了。

Q:PumpLinx 提供了幾種湍流模型?如何進(jìn)行選取?

A:PumpLinx 針對(duì)泵的三維流場(chǎng)計(jì)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(shù)列表中的“Setup Options”設(shè)置為“Extended Mode”,然后單擊“Geometric Entities”中的體網(wǎng)格名稱,在出現(xiàn)的參數(shù)列表中,有“Turbulence”一項(xiàng),在其下拉列表中,即可對(duì)湍流模型進(jìn)行選擇。但到目前為止,對(duì)于葉輪機(jī)械,通過試驗(yàn)Standard K-Epsilon模型已被證實(shí)能提供優(yōu)秀仿真精度。當(dāng)然,未來Pumplinx還也會(huì)逐漸增加湍流模型。

Q:PumpLinx 可以考慮非凝結(jié)氣體對(duì)空化的影響嗎?

A:可以,PumpLinx 提供了四種非凝結(jié)氣子模型:固定氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)模型、可變氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)模型、平衡態(tài)氣體溶解/揮發(fā)模型、有限速率氣體溶解/揮發(fā)模型。默認(rèn)為第一種,用戶只需設(shè)置初始的氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可。

Q:如何在計(jì)算中監(jiān)測(cè)某個(gè)點(diǎn)或者某個(gè)剖面上的流動(dòng)參數(shù)及分布?

A:在計(jì)算開始之前,首先根據(jù)三維坐標(biāo)創(chuàng)建一個(gè)點(diǎn),在計(jì)算過程中,對(duì)該點(diǎn)創(chuàng)

建一條監(jiān)測(cè)曲線“Plot1”,然后選擇關(guān)心的參數(shù),便可查看該點(diǎn)上的參數(shù)隨時(shí)間的變化曲線。對(duì)于剖面,我們需要通過其上的參考點(diǎn)和法向向量來定義,在計(jì)算過程中,可以實(shí)時(shí)地查看該平面上的參數(shù)分布,也可以通過手動(dòng)移動(dòng)滑塊的位置來查看計(jì)算流場(chǎng)中與其平行的平面上的參數(shù)分布情況。

Q:如何創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)畫?

A:首先,將瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果保存頻率設(shè)置為比較小的數(shù)(默認(rèn)為計(jì)算時(shí)間步),在計(jì)算完成之后,將模型視圖調(diào)整至期望的效果,并對(duì)要生成動(dòng)畫的區(qū)域選擇相關(guān)參數(shù)(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(dòng)畫的計(jì)算結(jié)果即可。不難想象,計(jì)算保存頻率越高,生成的動(dòng)畫連續(xù)性就越好。

Q:Pumplinx 計(jì)算時(shí)殘差曲線收斂的標(biāo)準(zhǔn)是什么?有沒有什么判定收斂的方法?縱坐標(biāo)的數(shù)字代表的是10 的數(shù)量級(jí)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(zhì)量流的守恒),以及所關(guān)心的物理量的變化情況(趨于穩(wěn)定,或周期性等)。殘差的縱坐標(biāo)是10 的數(shù)量級(jí)。

Q:多級(jí)離心泵要關(guān)心級(jí)間的揚(yáng)程,就是看每一級(jí)的揚(yáng)程,那就是要得到第一級(jí)的出口跟第二級(jí)的進(jìn)口交互面的壓力,所以能不能對(duì)交互面的壓力進(jìn)行“plot”,就像是plot 出口壓力那樣,而現(xiàn)在點(diǎn)擊交互面plot 后的列表里沒有壓力選項(xiàng)。從結(jié)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(gè)面上的壓力?

A: Interface(交界面)可以輸出總壓。需要按質(zhì)量平均的總壓用于每級(jí)間的揚(yáng)程計(jì)算。總壓按內(nèi)定是不輸出的,所以你要手動(dòng)加上。先把模式改成“extended Mode”,然后選則對(duì)應(yīng)的界面,把”Output"改成“user select”,并將“mass averaged total pressure”設(shè)置為“Yes”。

Q:現(xiàn)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(duì)容積泵來說穩(wěn)定運(yùn)行后泵有可能充不滿油,這個(gè)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(xiàn)在PumpLinx 做的都是穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的情況吧?能不能模擬泵啟動(dòng)的過程?就是油逐漸充滿泵的過程,看一下什么時(shí)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(biāo)注(qa,qva,powa,q,qv,px,py,pz,tx,ty,tz,torq,pow,gas)的漢語(yǔ)意思?

A: qa、qva 和powa 指的是平均質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)。具體可查看“Integral_Point_Data_Table.pdf”文檔。

Q:Pumplinx的二叉樹網(wǎng)格怎么捕捉流動(dòng)邊界層?怎么控制邊界層網(wǎng)格?

ü Pumplinx具備非結(jié)構(gòu)化多面體網(wǎng)格生成器,也能采用任何類型的網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算;

ü 您可以導(dǎo)入其它任何類型的網(wǎng)格,但是我們建議您采用Pumplinx自帶的二叉樹網(wǎng)格,因?yàn)槎鏄渚W(wǎng)格具備非常高的易用性、效率、速度和準(zhǔn)確度。

ü 如下格式的網(wǎng)格可以被導(dǎo)入到Pumplinx中:

Nastran、Gambit Neutral、Ansys CBD Format、GridPro;

ü Pumplinx雖然沒有直接對(duì)邊界層網(wǎng)格進(jìn)行控制的功能,但可以對(duì)表面的網(wǎng)格單元進(jìn)行詳細(xì)的定義;

ü 通過對(duì)表面網(wǎng)格尺度進(jìn)行詳細(xì)定義,可以把網(wǎng)格細(xì)化的結(jié)果傳遞到邊界層;如下圖。

ü 對(duì)于從邊界層到它附近區(qū)域之間這塊空間的網(wǎng)格生成,采用了Pumplinx獨(dú)有的嚴(yán)格而準(zhǔn)確的網(wǎng)格生成算法;

達(dá)到同樣精度的仿真結(jié)果,對(duì)于同一模型,

pumplinx采用的二叉樹網(wǎng)格數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格。

Q:如何判斷網(wǎng)格質(zhì)量?

ü 每個(gè)網(wǎng)格單元都來源于正交化方法生成的規(guī)則多面體網(wǎng)格,所以Pumplinx網(wǎng)格質(zhì)量很高,沒有尖尖角角等形狀扭曲的網(wǎng)格;

ü 對(duì)于湍流,邊界面上的y+值可以被輸出;

Q:怎么判斷網(wǎng)格是否足夠好,可以用于計(jì)算了?

ü 用戶可以詳細(xì)控制內(nèi)部體網(wǎng)格的尺寸及表面上網(wǎng)格的尺寸;

ü 對(duì)于網(wǎng)格數(shù)量多少合適的判斷,更多還是來自于流體分析的經(jīng)驗(yàn);

ü 通過培訓(xùn)和技術(shù)支持,幫助用戶判斷不同模型及問題的網(wǎng)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(zhì)?

ü Pumplinx提供預(yù)定義的流體有:油、水和空氣;

ü 這些流體的物性參數(shù)可以是常數(shù)或者是變量;

ü 物性參數(shù)可以從數(shù)據(jù)表中讀取,或者創(chuàng)建物性參數(shù)表來模擬任何類型的流體;

ü 混合的復(fù)雜流體介質(zhì)也可以通過他們的物性參數(shù)進(jìn)行定義;

ü 非牛頓模型也是可用的;

Q:pumplinx能否預(yù)測(cè)軸向載荷?

A:可以。

Pumplinx通過計(jì)算可以得出部件表面的壓力,比如轉(zhuǎn)子所有表面所受的壓力,同時(shí)可以考慮泄漏和平衡孔的影響;

ü 通過對(duì)任何部件(比如轉(zhuǎn)子)表面的壓力進(jìn)行積分計(jì)算,可以得出并輸出部件在X,Y,Z三個(gè)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(zhuǎn)子區(qū)的網(wǎng)格。通過“CreateTemplate Mesh”指定內(nèi)/外齒輪、轉(zhuǎn)子/葉片、主/從動(dòng)齒輪對(duì)轉(zhuǎn)子區(qū)的網(wǎng)格進(jìn)行化分,轉(zhuǎn)子區(qū)的網(wǎng)格均為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,如下圖所示。

Pumplinx可考慮泵的泄漏問題。

無需預(yù)先在CAD 中建立泄漏的模型。僅需要在轉(zhuǎn)子網(wǎng)格設(shè)置“Create Template Mesh”->advanced mode 中設(shè)定泄漏油層的厚度、內(nèi)、外徑,內(nèi)、外徑泄漏油層的厚度,左圖中的轉(zhuǎn)子會(huì)自動(dòng)增加漏油層的幾何和網(wǎng)格,如圖所示。