【仿真技巧】旋转叶片双向流固耦合仿真最佳实践案例

•旋转机械叶片广泛用于航空发动机、燃气轮机、涡轮增压器等工业产品: 

    ‐风扇叶片、轴流/离心压气机叶片，主要关注气动力及振动问题 

    ‐涡轮叶片，主要关注气动力、高温对于叶片影响 

•随着旋转机械叶片向高负荷、低重量发展： 

    ‐风扇叶片在气动激振力作用下容易发生叶片断裂问题 ‐高温涡轮叶片在高温气体冲击下，容易发生叶片超温、变形量过大等问题 

•基于Ansys双向流热固耦合方案，可实现对叶片振动和热变形等的预测: 

    ‐基于双向流固耦合分析方案可对压气机叶片振动进行仿真分析，此过程温度对叶片影响较小，可适当忽略 

‐基于双向流热固耦合分析方案对涡轮等高温叶片进行仿真分析，此过程温度影响较大，需要考虑温度对叶片变形、应力和应变影响

•双向流固热耦合(FSI)方法简介 

•叶片双向耦合方法概述 

•叶片双向耦合工作流程 

    ‐目标定义 

    ‐叶片流体/固体域几何处理 

    ‐叶片流体/固体域网格划分 

    ‐求解设置与计算 

    ‐收敛调节技巧 

    ‐结果后处理 

•叶片双向流热固耦合案例 

•总结

•所需具备的仿真能力: 

    -熟练使用Ansys CFX 2019R3及以上版本. 

    -熟练使用Ansys Mechanical静力学仿真功能模块. 

    -仿真过程中涉及的Ansys软件功能模块包括: 

        -Ansys DesignModeler几何前处理 

        -Ansys Turbo Grid流体域六面体网格划分 

        -Ansys Meshing叶片固体域网格划分 

        -Ansys CFX Pre/Solver/Post流体前处理、求解、后处理模块 -Ansys Mechanical固体静力学处理模块

•相关软件 

    ‐Ansys DesignModeler、Turbo Grid/Meshing、CFX、Mechanical 2021R1  

•硬件要求 ‐4 Cores+