旋風(fēng)分開(kāi)器的建模及fluent模擬

本文格式為Word版，下載可任意編輯——旋風(fēng)分開(kāi)器的建模及fluent模擬北京理工大學(xué)數(shù)值模擬軟件結(jié)課作業(yè)——濤哥——碩動(dòng)力002班——217336146950

Gambit建模部分

本次模擬為一旋風(fēng)分開(kāi)器，具體設(shè)置尺寸見(jiàn)建模過(guò)程，用空氣作為材料模擬流場(chǎng)。為便利圖形截取，開(kāi)始先設(shè)置界面為白色窗體，依次點(diǎn)擊“Edit〞，“Defaults〞，“GRAPHICS〞，選擇“WINDOWS_BACKGROUND_COLOR〞設(shè)置為“White〞，點(diǎn)擊Modify。關(guān)閉對(duì)話(huà)框。

一．利用Gambit建立幾何模型

1.雙擊開(kāi)啟Gambit2.4.6，2.先創(chuàng)立橢圓柱

依次點(diǎn)擊“Operation〞下的“Geometry〞創(chuàng)立體“Volume〞，點(diǎn)擊“CreateRealFrustum〞，輸入數(shù)據(jù)基于Z軸正方向創(chuàng)立“height475；radius136.25；radius395〞，點(diǎn)擊Apply，生產(chǎn)橢圓柱體。如圖1-1，圖1-2。

圖1-1橢圓柱設(shè)置對(duì)話(huà)框

圖1-2橢圓柱生成圖

3.創(chuàng)立圓柱體

再次利用創(chuàng)立橢圓柱按鈕，輸入數(shù)據(jù)基于Z軸正方向創(chuàng)立“height285；radius195；radius395〞，點(diǎn)擊Apply。

移動(dòng)剛剛創(chuàng)立的圓柱體，依次點(diǎn)擊“Geometry〞，“Volume〞，點(diǎn)擊“Move/copy〞，選擇剛剛創(chuàng)立的圓柱體，點(diǎn)擊“Move——>Translate〞，輸入移動(dòng)的數(shù)據(jù)“X=0，Y=0，Z=475〞，并選擇ConnectedGeometry，點(diǎn)擊Apply。如圖1-3，1-4所示。

圖1-3圓柱體移動(dòng)設(shè)置對(duì)話(huà)框

圖1-4圓柱體生成圖

圖1-5生成小圓柱體

-1-

北京理工大學(xué)數(shù)值模擬軟件結(jié)課作業(yè)——濤哥——碩動(dòng)力002班——217336146950

同樣的方法創(chuàng)立小圓柱體，輸入數(shù)據(jù)基于Z軸正方向創(chuàng)立“height150；radius132；radius332〞，點(diǎn)擊Apply。

同樣的方式移動(dòng)小圓柱體，點(diǎn)擊“Move——>Translate〞，輸入移動(dòng)的數(shù)據(jù)“X=0，Y=0，Z=665〞，不選擇ConnectedGeometry，點(diǎn)擊Apply。如圖1-5，圖1-6，圖1-7所示。

圖1-6小圓柱體移動(dòng)命令對(duì)話(huà)框

圖1-7小圓柱體移動(dòng)生成圖圖1-8實(shí)體圖

顯示實(shí)體圖，如圖1-8。

4.將小圓柱體進(jìn)行分割，分成上下兩個(gè)圓柱面，點(diǎn)擊“SplitVolume〞，選擇被分割的圓柱體Volume2，選擇下部組合體為分割體，點(diǎn)擊“Bidirectional和connected〞，點(diǎn)擊Apply。刪除Volume3。如圖1-9，圖1-10所示。

圖1-9實(shí)體分割命令對(duì)話(huà)框

圖1-10生成實(shí)體圖

5.創(chuàng)立旋風(fēng)分開(kāi)器進(jìn)風(fēng)口，點(diǎn)擊依次點(diǎn)擊“Geometry〞，“Volume〞，“createrealbrick〞，基于中心，輸入數(shù)據(jù)“width140，depth38，height95〞，點(diǎn)擊Apply。如圖1-11，圖1-12所示。

移動(dòng)矩形風(fēng)口，依次點(diǎn)擊“Geometry〞，“Volume〞，“Move/copyVolumes〞，選擇“Move——>Translate〞，輸入“X=70，Y=-76，Z=712.5〞，點(diǎn)擊Apply。如圖1-13所示。

-2-

北京理工大學(xué)數(shù)值模擬軟件結(jié)課作業(yè)——濤哥——碩動(dòng)力002班——217336146950

將矩形與旋風(fēng)分開(kāi)器體使用布爾運(yùn)算合為一體，依次點(diǎn)擊“Geometry〞，“Volume〞，“UniteRealVolume〞。

圖1-11創(chuàng)立長(zhǎng)方體命令對(duì)話(huà)框

圖1-12生成長(zhǎng)方體圖圖1-13移動(dòng)長(zhǎng)方體圖

6.創(chuàng)立分割圓柱體，基于Z軸正方向，輸入圓柱體尺寸“height1000，radius195，radius395〞，點(diǎn)擊Apply。如圖1-14所示。

分割旋風(fēng)分開(kāi)器主體，點(diǎn)擊“Geometry〞，“Volume〞，“SplitVolume〞，選擇被分割體旋風(fēng)分開(kāi)器主體，選擇分割體剛剛創(chuàng)立的大圓柱體，選擇連接“connected〞，點(diǎn)擊Apply。

則旋風(fēng)分開(kāi)器上部進(jìn)風(fēng)口與本體分成相連的兩部分。

圖1-14創(chuàng)立分割體圖

圖1-15創(chuàng)立分割面圖圖1-16分割命令對(duì)話(huà)框

7.創(chuàng)立矩形分割面。直接點(diǎn)擊“Geometry〞，“face〞，“createRealRectangularFace〞，基于Z軸正方向，輸入矩形面尺寸“Width400，Height400〞，點(diǎn)擊Apply。

移動(dòng)剛剛生成的面，點(diǎn)擊“Geometry〞，“face〞，“Move/CopyFace〞，選擇“Move——>Translate〞，輸入“X=0，Y=0，Z=665〞，點(diǎn)擊Apply。如圖1-15所示。

利用剛剛生成的分割面分割旋風(fēng)分開(kāi)器柱體上半部分。點(diǎn)擊“Geometry〞，“Volume〞，“SplitVolume〞，選擇被分割體，選擇剛剛建立的分割面，點(diǎn)擊Apply。如圖1-16。至此生成了幾何模型。如圖1-17所示

。圖1-17實(shí)體模型

-3-

北京理工大學(xué)數(shù)值模擬軟件結(jié)課作業(yè)——濤哥——碩動(dòng)力002班——217336146950

二．劃分實(shí)體網(wǎng)格

1.劃分進(jìn)風(fēng)口位置網(wǎng)格。

依次單擊Operation下的“Mesh〞，“Volume〞，“MeshVolume〞，選擇Volume1，選擇元素“Hex/Wedge〞，類(lèi)型“Cooper〞，選擇源面“Face18，F(xiàn)ace19〞，選擇Spacing網(wǎng)格個(gè)數(shù)“Intervalcount20〞。生成如圖2-1所示。

2.劃分出上部出風(fēng)口柱體網(wǎng)格。

在上面操作基礎(chǔ)上，選擇Volume1，選擇元素“Hex/Wedge〞，類(lèi)型“Cooper〞，選擇源面“Face7，F(xiàn)ace9〞，選擇Spacing網(wǎng)格個(gè)數(shù)“Intervalcount30〞。生成如圖2-1，圖2-2所示。

圖2-1劃分網(wǎng)格對(duì)話(huà)框

圖2-2生成實(shí)體網(wǎng)格

3.劃分旋風(fēng)分開(kāi)器上部柱體網(wǎng)格。

在以上操作基礎(chǔ)上，選擇Volume7，選擇元素“Hex/Wedge〞，類(lèi)型“Cooper〞，選擇源面“Face23，F(xiàn)ace25〞，選擇Spacing網(wǎng)格個(gè)數(shù)“Intervalcount40〞。生成如圖2-3，圖2-4所示。

圖2-3劃分網(wǎng)格對(duì)話(huà)框圖2-4生成實(shí)體網(wǎng)格圖

4.劃分旋風(fēng)分開(kāi)器下部圓柱柱體及圓臺(tái)網(wǎng)格。

在以上操作基礎(chǔ)上，選擇Volume5，選擇元素“Hex/Wedge〞，類(lèi)型“Cooper〞，選擇源面“Face1，F(xiàn)ace25，F(xiàn)ace11〞，選擇Spacing網(wǎng)格個(gè)數(shù)“Intervalcount40〞。生成如圖2-5，圖2-6所示。

-4-

北京理工大學(xué)數(shù)值模擬軟件結(jié)課作業(yè)——濤哥——碩動(dòng)力002班——217336146950

圖2-5劃分網(wǎng)格對(duì)話(huà)框圖2-6生成實(shí)體網(wǎng)格圖

5.網(wǎng)格檢查，依次點(diǎn)擊“Examinemesh〞，“Range〞，“3DElement〞，滑動(dòng)水平滾動(dòng)條檢查網(wǎng)格質(zhì)量。

三．定義邊界

1.定義速度入口邊界。

依次單擊“ZoneCommandButton〞，“SpecifyBoundaryTypes〞，選擇“Add〞，輸入Name“velocity_inlet.1〞，選擇速度入口，選擇進(jìn)口面，點(diǎn)擊Apply，成功定義速度入口面。如圖3-1所示。

2.定義出口邊界。

同樣的方法，依次單擊“ZoneCommandButton〞，“SpecifyBoundaryTypes〞，選擇“Add〞，輸入Name“outflow.2〞，選擇OUTFLOW，選擇出面，點(diǎn)擊Apply，成功定義出口面。如圖3-2所示。

3.定義交界面。

同樣的方法，定義位于旋風(fēng)分開(kāi)器內(nèi)部小圓柱面的下圓面為INTERFACE面。如圖3-3所示。

保存文件，點(diǎn)擊“File〞，“Save〞。輸出網(wǎng)格，點(diǎn)擊“File〞，“Export〞，“mesh〞，不選擇“Export2-D(X-Y)〞，輸入文件名“cyclone〞，點(diǎn)擊“Accept〞，則在默認(rèn)保存位置生成一個(gè)cyclone.msh文件。至此完成Gambit建模。

-5-

北京理工大學(xué)數(shù)值模擬軟件結(jié)課作業(yè)——濤哥——碩動(dòng)力002班——217336146950

圖8-4Z=645截面矢量圖

圖8-5Z=360截面矢量圖

3．查看壓力圖。依次點(diǎn)擊“Display〞，“Contours〞，選擇“ContoursOf〞“Pressure下的“StaticPressure〞，選擇X=0，Z=360，Z=645面，點(diǎn)擊Display，可以查看不同分割面的靜壓圖或者單項(xiàng)選擇某一截面查看。如圖8-7，圖8-8，圖8-9,8-10,8-11所示。

圖8-7顯示壓力圖對(duì)話(huà)框

-11-

北京理工大學(xué)數(shù)值模擬軟件結(jié)課作業(yè)——濤哥——碩動(dòng)力002班——217336146950

圖8-8不同截面靜壓圖

圖8-9x=0截面靜壓圖

圖8-10Z=360截面靜壓圖

-12-

北京理工大學(xué)數(shù)值模擬軟件結(jié)課作業(yè)——濤哥——碩動(dòng)力002班——2