Получение и анализ результатов расчета в CFX - CFD - Post - steady state (стационарный режим)
Откройте сохраненный проект в WorkBench. В блоке "C" щелкните два раза левой кнопкой мыши по ячейке Results. Появится окно CFD-Post (см. рис. 1 и 2)
Для анализа течения в проточных частях турбомашин (компрессоров, насосов, турбин и т.п.) в ANSYS CFX существует большое количество инструментов. Рассмотрим некоторые, наиболее полезные из них
Построение линий тока. Как правило, при анализе результатов расчета первым делом строят линии тока в пределах проточной части. Линии тока наиболее наглядно демонстрируют характер течения и хорошо визуализируют проблемные места проточной части. Щелкните по иконке streamlines в панели инструментов сверху. В появившемся окне с предложением ввести имя линий тока можно ничего не менять и нажать OK
В появившейся в нижнем левом углу экрана панели инструментов произведем основные настройки будущих линий тока. В выпадающем списке Start From следует выбрать все имеющиеся в расчетном домене поверхности, поскольку каждая такая поверхность вносит свой вклад в формирование картины течения. В противном случае картина будет неполной. В области Max Point введите значение 150. Этот коэффициент отвечает за количество выведенных на экран линий. В выпадающем списке Direction выберите пункт Forward and Backward, что также дополнит картину течения новыми линиями (см. рис. 4). Перейдите во вкладку color и выпадающем списке измените пункт Global на Local. Конкретно в данной задаче Вы не заметите разницы в отображении линий тока, но если у Вас будет задача с большим количеством расчетных доменов с сильно отличающимися условиями течения в них, то Global Range создаст единую шкалу изменения переменных - от минимального значения переменной, полученной в данном расчете до максимальной. Таким образом есть риск не получить полной картины течения в некоторых доменах (см. рис. 5). Перейдите во вкладку Symbol и введите Line Width 1. При данном значении толщины линии изображение будет выглядеть более опрятным (см. рис. 6)
Нажмите кнопку Apply, что бы построить линии тока (см. рис. 7). После появления линий тока настроим отображение легенды (цветная полоска в верхнем левом углу области построений). В дереве слева щелкните 2 раза по иконке Default Legend View 1. В появившемся снизу экрана меню перейдите во вкладку Appearance. В блоке Text Parameters введите желаемое значение Precision (число знаков после запятой), а в выпадающем списке поменяйте Scientific на Fixed. Нажмите Apply - легенда данных должна принять более читаемый вид. По желанию можно также подсветить рабочие органы в расчетной области, в частности лопасть и втулку. Можно отметить галочками области blade и hub в дереве в списке Default Domain
Работа в турбокоординатах. Далее мы рассмотрим процессы, происходящие на входной кромке лопатки, более детально с использованием так называемых турбокоординат, где можно подробно по каждому профилю проанализировать характер течения. Щелкните левой кнопкой мыши по вкладке Turbo. В появившейся панели нажмите кнопку Initialize All Components.
Затем выберите в ставшей активной панели из списка Plots пункт Blade-to-blade. В появившемся ниже окне Details of Blade-to-Blade выберите в Plot type маркер Vector, чтобы отобразить векторное поле вдоль выбранного профиля и нажмите Apply. Появилось векторное поле. Каждый вектор восстановлен из соответствующего узла сетки. Если приблизить зону около стенки профиля, то можно будет увидеть профиль скорости, вызванный прилипанием жидкости к стенке
Отметим, что мы в данном случае рассматриваем векторное поле по средней линии тока. Изменяя число Span в панели настроек можно "перемещаться" поперек меридианной проекции лопасти (значение 0 - втулка, 1 - периферия). Кроме того, работа в турбокоординатах позволяет также рассмотреть изменение поля давлений и других переменных. Возможна работа в координатах меридианной проекции (см. рис. 10)
Формирование стандартных отчетов в ANSYS CFX. Перейдите обратно во вкладку Outline. Целью наших расчетов на самом деле было не построение линий тока и векторных полей, хотя без этого и нельзя. Важно знать как работает ступень насоса, какие параметры она показывает. Для этих целей в CFX предусмотрен генератор стандартных отчетов для разных типов машин. Перейдите по вкладкам File > Report > Report tamplates...
Щелкните по шаблону Pump Report и нажмите Load. На экране начнут появляться различные графики и поля распределения параметров давления и скорости. По завершению формирования отчета на экране появится меридианная проекция лопасти. Внизу области построения щелкните по вкладке Report Viewer. Когда отчет загрузится можно будет посмотреть основные графики и поля распределения. Отчет можно сохранить целиком, нажав кнопку Publish. Полученные с помощью отчета картинки можно использовать для расчетно-пояснительных записок. Анализируя отчет, можно увидеть, что рабочее колесо создает напор примерно 3,4 м. КПД (total-to-total Efficiency %) составляет около 83 %. По опытным данным погрешность (точность) расчетов в ANSYS CFX составляет от 5 до 15 %. Поэтому проектируя лопастную систему для какой либо необходимо закладывать некоторый запас по целевому критерию работоспособности. В данном случае по напору. Кроме напора можно проанализировать прочие параметры, представленные в таблице Component Summary Data
Итак, мы рассмотрели небольшой пример по численному моделированию (численному эксперименту) работы колеса осевого насоса. К сожалению, изложение материала велось максимально сжато. Описать все нюансы ANSYSа в рамках подобного сайта практически невозможно. Поэтому не стесняйтесь нажимать на непонятные кнопки, спрашивать у опытных пользователей то, что не понятно, искать информацию в интернете. Удачи!