离心泵全流场分析教程一Gambit网格划分与边界设置.pdf

1、 1 离心泵全流场分析教程（一）-Gambit 网格划分与边界设置 Gambit 是 fluent 的一款前处理软件，可以生成 Fluent 所需要的模型和网格文件。Gambit 除了自身可以绘图之外，也可以导入各种通用格式的二维或三维图形，例如 Iges、Parasolid、Step 等格式。由于一般的三维绘图软件（UG、Pro/E、Catia、solidworks 等）功能都比较强大而且易用，所以建议先在三维软件里面做好曲面或实体，再转换成 Gambit 可读入的格式，最后导入 Gambit 进行网格划分。本节教程就是基于以上思想进行的，使用的三维软件是 Solidworks2010。一、

2、导入实体文件 打开 Gambit 如图（1），点击 Run 进入 Gambit 界面（如图 2）点击File 点击 Import 选择要导入的文件的格式（图 3）点击 Brose或直接输入文件所在的地址（图 4）在 Filter 下面输入文件存放的根目录（图 5）点击 Filter（图 6）找到文件后点击 Accept 点击Accept 导入的文件如图（7）点击 solver 选择 fluent5/6，如图（8）（1）m u e r x i a o CFD 2 （2）（3）（4）m u e r x i a o CFD 3 （5）（6）（7）（8）m u e r x i a o CFD 4二、曲

3、面合并 从导入文件可以看到实体有许多小面，而这些小面会影响到网格的划分，所以在网格划分之前要把那些小面合并到一起，还有一些狭长的面。如图（9）（9）由于导入的实体是从装配图转化过来的，所以图形分了三部分，划分网格也要分三次进行，在划分网格是可以把不需要划分的部分隐藏起来，这样也有利于边界条件的设置。隐藏实体的步骤如下：点击右下角的显示图标，会出现对话框如下对话框，如图（10）。点击Volumes 后面的白框，白框变黄色，Volumes 前面的小框变红色。按住 Shift 键，鼠标取你要隐藏的实体，如图（11），在图（10）的 Visible 后面选取 Off，最后点击 Apply，就会得到图（

4、12）所示的图形。m u e r x i a o CFD 5（10）（11）m u e r x i a o CFD 6（12）下面就可以开始合并曲面了。点击右上角 Geometry 下面的的第三项，如图（13）。在这里说明一下图（13）的几个图标。Geometry 上面的图标依次是建模、网格划分、边界设置、工具。点击这些图标，会在 Geometry 下面出现相应的命令图标。如图（13），点击了建模图标，就会出现点、线、面、体等的命令。（13）因为我们要合并曲面，所以要选择面的操作。点击面操作命令右键点击 Face 下面的第二行第二个图标，出现图（14）的对话框，这是合并曲面的对话框按住 Shi

5、ft 键选取要合并的曲面，点击 Apply。合并后如图（15）在这里我们只要合并前盖板的曲面和后盖板的曲面就可以了。建模 网格划分 边界设置点 线 面 体m u e r x i a o CFD 7（14）（15）三、网格划分 曲面合并完之后就可以进行网格划分（即使不合并曲面也可以划分网格，不过合并之后会使网格划分更顺利）。点击网格划分图标 点击体网格图标 如图（16），点击Volumes 后面的白框，按住 Shift 选取叶轮实体点击 Element 后面的选项，选择Tet/Hybrid在 Spacing 下面输入网格的大小，大小为 5点击 Apply。网格正在划分，但是在 Gambit 的命

6、令框里显示了如图（17）的提示，说面网格出现了问题。此时我们要把部分面的网格先划分，再来划分体网格。其实刚才我们也应该注意到，Gambit 划分模型网格也是先划分好线网格，再划分表面网格，最后去划分体网格的。点击右下角的撤销图标，回到上一步。点击面网格图标选取要划分的面，我们先选取叶片进口边点击Element 后面的选项，选择 Tri在 Spacing 下面输入网格的大小点击 Apply。m u e r x i a o CFD 8如图（18）再选取叶片的背面和工作面进行网格划分，划分的大小可与体网格的大小一致，本例子取 5。最后就划分体网格，过程与上面同。最后得到如图（19）的网格。（16）（

7、17）（18）m u e r x i a o CFD 9 图（19）在命令框里面可以看到网格数是 444015。以上是采用四面体非结构网格，这种网格适应性比较强，适用于结构复杂的实体，但是计算时间稍长，精度有点偏差。至于偏差多少要进行网格质量检查，这在以后教程里面说明。四、边界设置 网格划分完之后的下一步就是边界条件的设置，对于叶轮来说要设置的 边界面一般有叶轮的进口、出口、叶片，这些都是我们比较关心的部位。泵进口要设置的边界面一般有进口、出口（与叶轮进口重合的面），至于蜗壳就是与叶轮出口重合的面和泵的出口。下面仍以叶轮为例，讲述怎样设置边界条件 由于刚才划分了网格，使得叶轮的边线不好辨认，所

8、以我们首先把网格隐藏掉。点击显示图标如图（20），在 Mesh 选择 Off点击 Apply。m u e r x i a o CFD 10 （20）1）面边界设置 点击边界设计图标 点击面边界图标 选取要设置的面在 Name 里面输入名字在 Type 里面选择边界类型点击 Apply。如图（21）（21）下面简要说明一下离心泵分析所用到的边界类型（如图 22）：a)进口段，进水的界面设置成 Velocity-inlet（速度进口），利用泵的流量除以进口面就可以得到流速；在出水端与叶轮重合的面设置成 Interface。b)叶轮部分，叶轮进口处要设置成 Interface；叶轮出口处和蜗壳进水处

9、重合m u e r x i a o CFD 11的面设置成 Interface；叶片设置成 wall。c)蜗壳部分，蜗壳进水处要设置成 Interface；蜗壳的出口设置成 Outflow。（22）注：1）所有设置的界面都要命好名，以在 Fluent 里面好区分。特别是几个Interface，比较容易混淆。剩下没有设置的面 Gambit 会自动把他们设置为 Wall 类型。2）在 Gambit 里面设置的边界条件在 Fluent 里面都可以更改。2)体边界设置 点击边界设计图标 点击体边界图标 选取要设置的体在Velocity-inleInterface，叶轮与蜗壳分别设置 Outflow I

10、nterface，进水段与叶轮分别设置 m u e r x i a o CFD 12Name 里面输入名字在 Type 里面选择边界类型（已默认是 Fluid，如图23）点击 Apply （23）各个体的名字也要加以区分，因为没有命名的边界面就是靠它来区分的。至此我们已经把叶轮的网格和边界都设置好了，接下来就按上述的方法取划分进口段和蜗壳的网格，设置它们的边界。最后得到了如图(24)的图形 图（24）m u e r x i a o CFD 13五、文件保存 点击 File点击 Export选择 Mesh，如图（24）在 File Name 里面填上保存的地址点击 Accept（如图 25）最后保存成功的话会在命令框里面有所显示。（24）（25）六、打开网格文件 打开 Gambit，点击 Run 进入 Gambit 界面 点击 File 点击 Import 选择Mesh在Type里面选择FLUENT5/6（要看使用是哪个版本）在Dimension 里选择3D在File Name里面输入文件的路径或者在Browse里面找点击Accept（如图 26）图（26）以上只是 Gambit 的一个最基础的应用，并不涉及网格的划分技巧和 Gambit 的一些高级命令。在以后的时间里希望有时间和大家一起分享网格技 巧。m u e r x i a o CFD