计算流体动力学软件功能 – AxCFD

介绍

一旦完成叶轮机械的初始和细节设计，在开始制造和测试之前使用更精确的模型检查性能和流动特性是一种好的做法，但也非常昂贵; 因此这通常是计算流体动力学（CFD）派上用场的时候。

AxCFD^®可在叶轮机械流道中运行全3D RANS计算流体动力学，它适用于单排、单级或整机（包括管道等元件）。

前处理

得益于AxSTREAM^®软件平台几何结构的集成架构，边界条件、间隙值、刀片数量、转速等都自动继承自AxSTREAM^®项目，这大大简化并缩短了前处理设置时间，并防止了人为错误。 同时，也可以根据需要编辑它们以研究不同的影响。 以类似的方式，还可以根据AxSTREAM^®项目创建出基于几何形状的周期性条件以及入口和出口表面。

AxCFD可以自动生成可自定义块的叶轮机械特定的结构化六角形网格来进行计算领域的划分。用户可以选择不同类型的网格生成，并且可以在每个方向、边界层、块等和旋转区域中进行细化，同时还也可以设置冷却孔的位置。

 

图1 AxCFD®中的网格生成

求解器

根据用户是否希望计算压力值（入口或出口）或质量流量，可以有不同的计算任务。用户可以选择 粘度和不同的湍流模型（包括k-ε、k-ω、k-εRNG、k-ωSST）用于新计算或继续现有计算。 同时还可以考虑叶片和流体之间的热传递以及材料表面粗糙度。对于给定的翼展方向层面（径向截面）、轴对称切片、整个3D几何体都可以运行计算。

图2 AxCFD® 后处理中的压力云图

后处理

一旦软件计算收敛，用户可以得到在流道内任何自定义位置上展向或者流向层面上的压力、温度、速度、马赫数等的后处理可视化云图。 此外，还可以显示任意径向位置的叶片负载。

最后，用户可以输出CFD结果，以对使用相同或不同的求解器（1D、2D、3D）得到的计算结果以及实验结果在设计和非设计工况下进行比较。

 

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图3 AxCFD^® 后处理中的自定义层面上的压力云图显示