本案例利用Fluent中的MRF模型计算带有蜗壳的离心泵内流场。

1 问题描述

计算模型如下图所示。该模型由一个泵叶轮组成，泵叶轮连接到一个容器(蜗壳)，容器接收从叶轮流出的流体，并将其导向一个圆形的出口。这种结构通常用于连接到管道网络的泵，因为圆形入口和出口都可以很容易地连接到管道上。考虑到蜗壳区是静止的，而叶轮区是指一个运动的参考系，使用一个非一致交界面来定义区域之间的交界面和稳态MRF方法来考虑在该界面的流体变化。

2 Fluent设置

• 以3D、Double Precision方式启动Fluent
• 读取网格文件pump_volute.msh

2.1 创建Interface

• 双击Mesh Interfaces节点弹出设置对话框
• 如下图所示选中列表框中所有的interface，输入interface Name Prefix为int，点击Auto Create自动创建交界面

2.2 Models设置

• 选择使用SST k-omega湍流模型

2.3 Materials设置

• 从材料库中添加材料water_liquid，采用默认材料属性

2.4 Cell Zone Conditions设置

• 如图所示，设置impeller区域介质为water-liquid
• 激活Frame Motion，指定旋转速度为1450 rpm

• 设置volute区域介质为water-liquid

2.5 边界条件设置

• 如图所示选择边界blade、impeller-hub、impeller-shroud、inblock-shroud，点击菜单项Multi Edit…

• 设置这些边界相对旋转速度为0

• 修改边界mass-flow-inlet-11 类型为mass-flow-outlet，指定质量流量为77.5 kg/s

2.6 methods设置

• 如图所示设置求解算法

2.7 定义监控

• 定义出口监测p-out

• 定义入口监控p-in

• 新建表达式监控

• 如下图所示定义表达式head

2.8 残差设置

• 如图所示定义收敛条件

• 指定变量head收敛残差0.0001

2.9 初始化

• 先进行Hybrid Initialization初始化

• 采用TUI命令进行FMG初始化

solve/initialize/fmg-initialization

2.10 迭代计算

• 设置迭代计算200步

3 计算结果

• head变化如下图所示，大约50步迭代后趋于稳定

• 压力分布

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