
事例详解 ANSYS软件水泵水力规划及优化
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CFD技能在泵的内流数值模仿、研讨泵内部活动规则和结构方面已广泛应用,取得了许多效果。可是初步规划的产品假如经过CFD仿真得到的功用曲线不能满意运用要求,往往需求不断地批改流道形状、进出口视点、几许参数等,再经过仿真核算取得成果。每改动一个参数都要从头在CFD中核算,如此往复,直到产品的功用能够满意规划要求,这样规划者会花费很大的精力在上面。
依据叶轮机械规划-仿真-优化的一体化思路,在ANSYS Workbench平台上可完结叶轮机械参数化规划、数值剖析和优化规划的一切功用,其间一款专业剖析软件——OptiSLang是一款多学科优化、随机剖析、稳健与可靠性优化规划软件,在真实含义上地进行叶轮机械的快速优化,协助工程师更高效快捷地进行产品研制规划。
传统的离心泵叶片规划是依据一元规划理论规划办法,经过给定外特性参数以及介质特点,运用类似换算或许速度系数的理论办法,确认叶轮的首要尺度b2、D2、β2等参数,做几回的经验值批改,然后对叶片进行制作,叶片绘型办法为方格网保角变换法。
该办法一元规划理论活动是轴对称的,即每个轴面上的活动均相同。在同一个过水断面上轴面速度均匀散布,这种办法的缺点是:
首先将流量、扬程、转速、进出口视点等参数,输入Workbench平台下Vista——CPD离心泵一维规划软件中,得到初始的叶片子午流道形状和叶片外径D2,出口宽度b2,功率等参数。
BladeGen是依据S1和S2两流面理论,在这里能够对轴面流道进行调整,对不同span下的视点散布和厚度进行调整,得到一个比较好的活动状态下的叶片形状。
Vista TF:是二维通流截面剖析,经过快速的二维无粘核算,得到一个速度散布较均匀的轴面流道。
TurboGrid是一款专门针对叶轮机械的高度主动化六面体网格区分东西,能够生成高质量的边界层网格,其间ATM主动区分办法,进步了核算功率,十分便利。
在二维剖析的基础上,经过CFX软件进行叶轮番道的CFD剖析,将内部活动“可视化”,经过数值仿真的“虚拟实验”,CFD能够较精确地猜测所规划出的产品的全工况压力、功率、功率等特性。
依据后处理成果对水力规划进行优化、迭代,以满意客户运用要求。终究得到满意要求的高功用叶轮水力。
(2) 进入参数化规划,在DOE里挑选拉丁超立方抽样,样本点先取100个(后续依据状况可持续加点)。
(3) 100个样本点核算完结后,能够看到feasible下有绿色true和赤色false呈现,提示信息显现部分样本点未能完结核算。
(4) 在Workbench中, 可运用HPC快速核算,依据资源配置,可挑选一起核算多个点,以节约核算时刻。
(5) 在参数剖析阶段树立MOP后,后续优化、稳健性可靠性剖析均可将MOP作为求解器来进行,而不再需求借助于CAE求解器,因而能够极大地进步剖析功率。
(6) 从猜测系数CoP,从中找到敏感性大的参数:对扬程H和功率efficiency敏感性大的规划变量。
(1) 在弹出的Optimization NLPQL窗口中,保存敏感性大的几个参数,其他的被过滤掉。