Поиск по сайту

Поиск по тексту сайта:

Выбор языка




Анализ результатов расчета в стационарной постановке

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).


Рис. 1

Рис. 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.


Рис. 3

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).


Рис. 4

Рис. 5

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.


Рис. 7

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.


Рис. 8

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.


Рис. 9

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).


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...


Рис. 11

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.


Рис. 12

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 бывалых что не понятно, искать информацию в интернете. Удачи!