專利名稱：一種基于fluent軟件對(duì)噴粉室優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到涂裝行業(yè)中噴粉室的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，具體是利用fluent軟件對(duì)噴粉室進(jìn)行仿真模擬并通過和多種軟件的聯(lián)合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。
背景技術(shù)：
靜電粉末涂裝系統(tǒng)由噴粉室、回收裝置、排風(fēng)扇、排出裝置、篩網(wǎng)過濾器、涂裝機(jī)、噴槍、往復(fù)機(jī)等組成，而噴粉室的設(shè)計(jì)則是涂裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重中之重。雖然噴粉室結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但由于其是非標(biāo)設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)エ件的外形尺寸而調(diào)整的變化因素很多，稍有不慎則會(huì)造成回收效果差、粉末外溢等后果。在現(xiàn)有技術(shù)中，噴粉室設(shè)計(jì)主要是靠現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，而這種方法往往導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果不是最佳，甚至是失敗的，且這種方法也不利于新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。
Fluent軟件正是基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法的求解流動(dòng)與傳熱問題的通用軟件，采用Fluent數(shù)值仿真法，在計(jì)算機(jī)上完成數(shù)值仿真計(jì)算過程，通過這種數(shù)值仿真，可以得到及其復(fù)雜問題的流場(chǎng)各個(gè)位置的基本物理量(如速度、壓カ等)的分布以及這些物理量隨時(shí)間的變化情況，可以形象、直觀地對(duì)氣流分布做出分析和評(píng)價(jià)。ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件，主要包括三個(gè)部分前處理模塊，分析計(jì)算模塊和后處理模塊，前處理模塊提供了ー個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種基于fluent軟件對(duì)噴粉室優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，具體是將VB良好的交互性、ANSYS的編程和網(wǎng)格劃分的快捷性、Fluent模擬流體的專業(yè)性很好的結(jié)合在一起，為現(xiàn)場(chǎng)噴粉室的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了便捷的方式。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是—種基于fluent軟件對(duì)噴粉室優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法,包括如下步驟I)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件計(jì)算出噴粉室的基本尺寸，井根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確定各進(jìn)出口的位置，并將噴粉室的基本尺寸和各進(jìn)出ロ的位置參數(shù)化；2)利用VB編寫可視化界面，建立噴粉室模型的參數(shù)化輸入界面；3)按照步驟I中得到的參數(shù)化尺寸填寫步驟2中建立的參數(shù)化輸入界面，進(jìn)而生成APDL代碼；4)利用ANSYS軟件的參數(shù)化建模功能和網(wǎng)格劃分功能，具體為在VB中調(diào)用ANSYS批處理程序和步驟3中生成的APDL代碼完成對(duì)噴粉室模型的建模和網(wǎng)格劃分，并輸出CBD格式文件；5)按照Fluent腳本語言的格式要求編輯腳本文件,實(shí)現(xiàn)Fluent軟件對(duì)步驟4中得到的CBD格式文件的讀取，并根據(jù)指定的噴粉室模型的邊界條件、材料屬性和模型參數(shù)，完成噴粉室的流體力學(xué)模型初始化以及對(duì)模型的仿真模擬，并得到噴粉室不同橫截面流場(chǎng)速度矢量圖；6)輸出步驟5中模擬圖形數(shù)據(jù)，根據(jù)仿真模擬的結(jié)果，通過參數(shù)化輸入界面來進(jìn)一歩優(yōu)化噴粉室模型的任意ー個(gè)或幾個(gè)參數(shù)，再重復(fù)上述步驟3、4、5，比較最終得到的模擬圖形數(shù)據(jù)，直至得到噴粉室模型優(yōu)化的結(jié)果；7)根據(jù)步驟6中得到的噴粉室模型最優(yōu)化的結(jié)果，設(shè)計(jì)靜電粉末涂裝系統(tǒng)的噴粉室。進(jìn)ー步的，步驟I中需要計(jì)算的參數(shù)包括噴粉室的基本外形尺寸，進(jìn)出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相應(yīng)位置。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是由于采用上述技術(shù)方案，對(duì)噴粉室進(jìn)行模擬仿真，根據(jù)模擬結(jié)果，調(diào)整噴粉室的各個(gè)參數(shù)，重復(fù)多次模擬仿真，直到得到一個(gè)噴粉室優(yōu)化的設(shè)計(jì)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明ー種基于fluent軟件對(duì)噴粉室優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，包括如下步驟I)根據(jù)エ件的吊掛尺寸和噴槍布置，確定噴粉室的外形尺寸和進(jìn)出口尺寸，根據(jù)回收需要和操作要求確定噴粉室的回收口和操作ロ尺寸，井根據(jù)靜電粉末涂裝生產(chǎn)線的現(xiàn)場(chǎng)條件和經(jīng)驗(yàn)確定其具體位置，并將噴粉室的基本尺寸和各進(jìn)出ロ的位置參數(shù)化；2)利用VB良好的交互性，建立噴粉室模型的參數(shù)化輸入界面，其中輸入?yún)?shù)包括噴粉室的基本外形尺寸，進(jìn)出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相應(yīng)位置；3)按照步驟I中得到的參數(shù)化尺寸填寫步驟2中建立的參數(shù)化輸入界面，進(jìn)而生成APDL代碼；4)利用ANSYS軟件的參數(shù)化建模功能和網(wǎng)格劃分功能，具體為在VB中調(diào)用ANSYS批處理程序和步驟3中生成的APDL代碼完成對(duì)噴粉室模型的建模和網(wǎng)格劃分，并輸出CBD格式文件，其中VB調(diào)用ANSYS方法如下VB中直接采用Shell函數(shù)調(diào)用ANSYS以批處理的方式后臺(tái)運(yùn)行。具體的調(diào)用方式為在VB中寫入如下語句X=Shell ( " C:\ProgramFiles\ANSYSInc\vllO\ANSYS\bin\intel\ansysllO.exe-b-i inputfile. txt~o outpufile. out")這里的_b參數(shù)表示ANSYS以批處理方式運(yùn)行，inputfile. txt是起始輸入文件,實(shí)際上是用APDL語言編寫的宏文件，可以把需要在Ansys中自動(dòng)運(yùn)行的命令直接寫在其中；outputfile為輸出文件，通過查看結(jié)果文件，可以避免程序的錯(cuò)誤；5)按照Fluent腳本語言的格式要求編輯腳本文件,實(shí)現(xiàn)Fluent軟件對(duì)步驟4中得到的CBD格式文件的讀取，并根據(jù)指定的噴粉室模型的邊界條件(速度入口和壓カ出ロ)、材料屬性(空氣的密度、粘度)和模型參數(shù)(求解器設(shè)置、湍流模型選擇、湍流強(qiáng)度及水力半徑的計(jì)算)，完成噴粉室的流體力學(xué)模型初始化以及對(duì)模型的仿真模擬，并得到噴粉室不同橫截面流場(chǎng)速度矢量圖；如Read in the ANSYS file； / 讀入 ANSYS 文件file read-case shiti. cbd； /讀入室體模型的CBD格式文件Scale it. mm -> m；
grid/scale ；/完成對(duì)模型単位的轉(zhuǎn)化
*· · · · ·
Select equations to solve； / 選擇計(jì)算模型solve/set/equations rlow；
Solve Flow equation (s) [yes]yes
······ #
9
Select material database； /定義流體物理性質(zhì)deline/materials/data-base/database-type ；
Available Types: (rluent-dataoase user-denned)；
Database Type [fluent-database]；user-defined；
*·····,
9
Define boundary conditions / 設(shè)置邊界條件Wall
der me/boundary-condi t ions/wall；
······,
,
Set Pressure Velocity Coupling Scheme to SIMPLEC / 求解方法的設(shè)置及控制
solve/set./p—v—coup 丄 ing
;Pressure Velocity Coupling Scheme [20]
;;20 for SIMPLE
* _ _ β 9 ·
Set the convergence criteria. / 打開殘差監(jiān)控圖soive/monitors/residual convergence—criteria;continuity residual convergence criterion
le-16;6)輸出步驟5中模擬圖形數(shù)據(jù)，根據(jù)仿真模擬的結(jié)果，通過參數(shù)化輸入界面來進(jìn)一歩優(yōu)化噴粉室模型的任意ー個(gè)或幾個(gè)參數(shù)，再重復(fù)上述步驟3、4、5，比較最終得到的模擬圖形數(shù)據(jù)，直至得到噴粉室模型優(yōu)化的結(jié)果； 7)根據(jù)步驟6中得到的噴粉室模型最優(yōu)化的噴粉室的基本外形尺寸，進(jìn)出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相應(yīng)位置參數(shù)，設(shè)計(jì)靜電粉末涂裝系統(tǒng)的噴粉室。
以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于fluent軟件對(duì)噴粉室優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，其特征在于包括如下步驟1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件計(jì)算出噴粉室的基本尺寸，井根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確定各進(jìn)出ロ的位置，并將噴粉室的基本尺寸和各進(jìn)出口的位置參數(shù)化；2)利用VB編寫可視化界面，建立噴粉室模型的參數(shù)化輸入界面；3)按照步驟I中得到的參數(shù)化尺寸填寫步驟2中建立的參數(shù)化輸入界面，進(jìn)而生成APDL代碼；4)利用ANSYS軟件的參數(shù)化建模功能和網(wǎng)格劃分功能，在VB中調(diào)用ANSYS批處理程序和步驟3中生成的APDL代碼完成對(duì)噴粉室模型的建模和網(wǎng)格劃分，并輸出CBD格式文件；5)按照Fluent腳本語言的格式要求編輯腳本文件，實(shí)現(xiàn)Fluent軟件對(duì)步驟4中得到的CBD格式文件的讀取，并根據(jù)指定的噴粉室模型的邊界條件、材料屬性和模型參數(shù)，完成噴粉室的流體力學(xué)模型初始化以及對(duì)模型的仿真模擬，并得到噴粉室不同橫截面流場(chǎng)速度矢量圖；6)輸出步驟5中模擬圖形數(shù)據(jù)，根據(jù)仿真模擬的結(jié)果，通過參數(shù)化輸入界面來進(jìn)ー步優(yōu)化噴粉室模型的任意ー個(gè)或幾個(gè)參數(shù)，再重復(fù)上述步驟3、4、5，比較最終得到的模擬圖形數(shù)據(jù)，直至得到噴粉室模型最優(yōu)化的結(jié)果；7)根據(jù)步驟6中得到的噴粉室模型最優(yōu)化的結(jié)果，設(shè)計(jì)靜電粉末涂裝系統(tǒng)的噴粉室。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于fluent軟件對(duì)噴粉室優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法,其特征在于步驟I中需要計(jì)算的參數(shù)包括噴粉室的基本外形尺寸，進(jìn)出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相應(yīng)位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于fluent軟件對(duì)噴粉室優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，包括如下步驟根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件計(jì)算出噴粉室的基本尺寸，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確定各進(jìn)出口的位置，并將其參數(shù)化；利用VB編寫噴粉室的參數(shù)化輸入界面，輸入上述計(jì)算得到的參數(shù)，進(jìn)而生成APDL代碼；利用VB調(diào)用ANSYS的批處理程序和生成APDL代碼對(duì)建立的噴粉室模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并生成CBD格式文件；Fluent軟件對(duì)CBD格式文件的讀取，并對(duì)模型進(jìn)行仿真模擬；根據(jù)仿真模擬的結(jié)果，修改參數(shù)模型，重復(fù)上述步驟，直至得到較優(yōu)化的結(jié)果。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是由于采用上述技術(shù)方案，對(duì)噴粉室進(jìn)行模擬仿真，根據(jù)模擬結(jié)果，調(diào)整噴粉室的各個(gè)參數(shù)，重復(fù)多次模擬仿真，直到得到一個(gè)噴粉室優(yōu)化的設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102831271SQ20121031065
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者楊玉敏, 金海陸, 王占永, 孫國棟 申請(qǐng)人:天津七所高科技有限公司