專利名稱：基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法
技術領域：
本發(fā)明涉及旋轉葉輪機械技術領域，更具體地說，涉及一種用于旋轉葉輪機械的非定常流場的計算方法。
背景技術：
現(xiàn)階段常規(guī)的旋轉葉輪機械的非定常流動計算方法主要有滑移網(wǎng)格法，該方法使用多參考系(Multiple Reference Frame，簡稱MRF)，將葉輪計算域作為一個滑移子域設置在旋轉參考系(非慣性系)中，滑移網(wǎng)格隨參考系一起轉動無須重新生成，并可保持初始網(wǎng)格的質(zhì)量，其余計算域設在慣性系。兩個參考系之間利用滑移界面進行數(shù)據(jù)對接，從而實現(xiàn)整體流場的計算。但是滑移網(wǎng)格法使用多參考系之間的數(shù)據(jù)對接，影響了時間上的連貫性，所以滑移網(wǎng)格法的迭代速度慢。解決非定常流動問題的常用辦法還有動網(wǎng)格技術，動網(wǎng)格技術主要用來解決流場形狀因邊界運動而隨時間改變的問題，在工業(yè)中的應用主要有偏心泵或齒輪泵的轉動、閥門的開關過程、活塞在缸中的往復運動等等。但動網(wǎng)格方法在應用到三維情形時，復雜性陡增，變形后的網(wǎng)格往往出現(xiàn)負體積而導致計算出錯終止，因此動網(wǎng)格技術應用目前仍局限于二維或準三維(二維域在法向拉伸而成)的案例。鑒于滑移網(wǎng)格法迭代速度慢，現(xiàn)有的動網(wǎng)格技術不適用于旋轉葉輪機械的三維非定常流場計算中，因此有必要對旋轉葉輪機械的非定常流場計算方法進行改進。非定常流動分析對于了解旋轉葉輪機械的動態(tài)特性、提高其性能和可靠性，具有重要的科學和工程應用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在 于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，該方法實現(xiàn)了旋轉葉輪機械的非定常流場計算，與傳統(tǒng)的滑移網(wǎng)格法相比，本發(fā)明方法具有更快的迭代速度。為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案:基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，旋轉葉輪機械是指通過葉輪旋轉所產(chǎn)生的離心力進行增壓的機械；其特征在于，包括如下步驟:第一步，將旋轉葉輪機械中設有葉輪的旋轉工作區(qū)域以及與旋轉工作區(qū)域直接連接的區(qū)域定義為計算域，使用機械制圖軟件構造計算域的三維實體，形成三維實體文件；第二步，使用網(wǎng)格劃分軟件讀取三維實體文件，對計算域進行網(wǎng)格劃分，得到三維的初始網(wǎng)格，形成網(wǎng)格文件；第三步，使用計算流體動力學軟件讀取網(wǎng)格文件，并進行物性參數(shù)設置；所述物性參數(shù)設置包括運動邊界的設置；所述運動邊界的設置是指，運動邊界的界面設置為葉輪計算域的邊界面，運動規(guī)律設置為繞軸轉動，運動方式設置為Profile方式；第四步，使用計算流體動力學軟件，依次對計算周期中各個時間步的數(shù)值進行計算；每個時間步的數(shù)值計算在計算所得的數(shù)值收斂后完成；當一個時間步的數(shù)值計算完成后，通過更新葉輪計算域網(wǎng)格和臨近葉輪計算域部分的網(wǎng)格節(jié)點，重構下一時間步網(wǎng)格，重構下一時間步網(wǎng)格采用兩種方案:(I)對網(wǎng)格尺寸和畸變率在容許范圍內(nèi)的區(qū)域，采用彈簧光滑法結合動態(tài)分層法得到下一時間步的網(wǎng)格節(jié)點，然后通過守恒定律和插值運算從現(xiàn)有網(wǎng)格得到下一時間步網(wǎng)格的物理量,從而重構下一時間步的網(wǎng)格；(2)對網(wǎng)格尺寸和畸變率超出容許范圍的區(qū)域，重新劃分網(wǎng)格；下一時間步網(wǎng)格重構后，計算下一時間步的數(shù)值，直到完成最后時間步的計算。采用本發(fā)明方法可實現(xiàn)旋轉葉片泵的全三維非定常流場數(shù)值計算。使用本發(fā)明方法，動網(wǎng)格計算僅在一個參考系中進行，新舊網(wǎng)格節(jié)點的拓撲關系保證了良好的計算精度和時間上的連慣性；而傳統(tǒng)的滑移網(wǎng)格計算因多參考系之間的數(shù)據(jù)對接影響了時間上的連貫性、降低了迭代速度。在同樣的計算模型、計算網(wǎng)格、初始條件、邊界條件及軟件設置條件下，在經(jīng)過一段啟動時間后，本發(fā)明方法與滑移網(wǎng)格的計算結果趨近一致，但本發(fā)明方法具有較快的迭代速度。進一步的方案是:所述第四步中的采用彈簧光滑法結合動態(tài)分層法得到下一時間步的網(wǎng)格節(jié)點是指，對網(wǎng)格尺寸和 畸變率在容許范圍內(nèi)的區(qū)域，采取彈簧光滑法，將該區(qū)域的網(wǎng)格邊視為網(wǎng)格節(jié)點連接的彈簧，以邊界位移作為彈簧的邊界條件，通過求解彈簧的力平衡方程得到下一時間步的網(wǎng)格節(jié)點的位置，同時通過動態(tài)分層法，根據(jù)邊界的位移量動態(tài)地增加或減少邊界上的網(wǎng)格層，使計算域網(wǎng)格層保持密度。所述第四步中的計算周期是指，葉輪計算域旋轉360°所需的時間。所述第四步中的數(shù)值收斂的判斷方法有兩種:(一)以殘差值的變化判斷；(二)編寫程序對數(shù)值進行監(jiān)測。更進一步的方案是:所述第三步中的物性參數(shù)設置還包括:設置計算域入口為壓力邊界條件；設置計算域出口為質(zhì)量流量邊界條件；設置非定常流動計算采用標準k_ ε湍流模型；設置時間步長△〖；設置非定常流動計算的初始條件，所述初始條件采用定常流動的收斂解。
所述第三步中的時間步長At的取值范圍為:Δ/ ; ，其中，nZkη為葉輪的轉速值，
Z為葉片數(shù)，k為> I的整數(shù)。所述第三步中的初始條件采用的定常流動的收斂解是通過轉子凍結法計算得出。所述第二步中的網(wǎng)格劃分軟件采用ICEM軟件。所述第三步和第四步中的計算流體動力學軟件采用Ansys-Fluent軟件。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具備如下的突出優(yōu)點和效果:采用本發(fā)明方法可實現(xiàn)旋轉葉片泵的全三維非定常流場數(shù)值計算。使用本發(fā)明方法，動網(wǎng)格計算僅在一個參考系中進行，新舊網(wǎng)格節(jié)點的拓撲關系保證了良好的計算精度和時間上的連慣性；而傳統(tǒng)的滑移網(wǎng)格計算因多參考系之間的數(shù)據(jù)對接影響了時間上的連貫性、降低了迭代速度。在同樣的計算模型、計算網(wǎng)格、初始條件、邊界條件及軟件設置條件下，在經(jīng)過一段啟動時間后，本發(fā)明方法與滑移網(wǎng)格的計算結果趨近一致，但本發(fā)明方法具有較快的迭代速度。


圖1是本發(fā)明方法的流程圖；圖2是離心泵的計算域的網(wǎng)格示意圖；圖3 Ca)是t=0時計算域表面的局部網(wǎng)格示意圖；圖3 (b)是t=l Δ t時計算域表面的局部網(wǎng)格示意圖；圖4 Ca)是與圖3 Ca)對應的計算域中心截面的局部網(wǎng)格示意圖；圖4 (b)是與圖3 (b)對應的計算域中心截面的局部網(wǎng)格示意圖；圖5 (a)是圖4 (a)中葉輪出口的的局部放大圖；圖5 (b)是圖4 (b)中葉輪出口的的局部放大圖；圖6是利用本發(fā)明方法迭代計算的殘差記錄圖；圖7是利用滑移網(wǎng)格法迭代計算的殘差記錄圖；圖8是葉輪無量綱徑向力Fx'圖；圖9是葉輪無量綱徑向力F/圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例本發(fā)明非定常流場的計算方法，應用于旋轉葉輪機械，旋轉葉輪機械是指通過葉輪旋轉所產(chǎn)生的離心力進行增壓的機械，例如離心泵、離心壓縮機、混流泵、軸流泵、軸流壓縮機、離心風機、軸流風機等；本發(fā)明方法的流程圖見圖1，包括如下步驟:第一步，將旋轉葉輪機械中設有葉輪的旋轉工作區(qū)域以及與旋轉工作區(qū)域直接連接的區(qū)域定義為計算域，使用機械制圖軟件(如Pro/E軟件)構造計算域的三維實體，形成三維實體文件；第二步，使用網(wǎng)格劃分軟件(如ICEM軟件)讀取三維實體文件，對計算域進行網(wǎng)格劃分，得到結構/非結構混合網(wǎng)格初始單元，形成網(wǎng)格文件；第三步，使用計算流體動力學軟件(如Ansys-Fluent)讀取網(wǎng)格文件,并進行物性參數(shù)設置；物性參數(shù)設置包括設置運動邊界，運動邊界的設置是指，運動邊界的界面設置為葉輪計算域的邊界面，運動規(guī)律設置為繞軸轉動，運動方式設置為Profile方式；運動邊界的設置和控制是動網(wǎng)格計算的重點；對于已知運動規(guī)律的運動邊界，需要定義運動邊界的運動方式，一般可采用Profile (動邊界文件)和UDF (用戶自定義函數(shù))兩種方式來控制；Profile方式適合較為簡單的運動規(guī)律，如平移和轉動；對于比較復雜的動邊界運動，則需要采用UDF方式進行控制；雖然本方法的運動邊界是葉輪計算域的邊界面，曲面形狀比較復雜，但是運動規(guī)律卻是簡單的繞軸轉動，因此本方法采用Profile方式定義運動邊界的運動方式；物性參數(shù)設置還包括，設置計算域入口為壓力邊界條件；設置計算域出口為質(zhì)量流量邊界條件，可根據(jù)工況點流量設置質(zhì)量流量邊界條件；設置非定常流動計算采用標準k-ε湍流模型；設置時間步長At，At不大于相鄰的葉輪葉片掠過同一位置的時間差，時60
間步長Λ t根據(jù)葉輪的轉速值η和葉片數(shù)Z確定，Δ/ S ;，其中，η為葉輪的轉速值，Z為
n Zk
葉片數(shù)，kS> I的整數(shù)；設置非定常流動計算的初始條件，初始條件的值采用旋轉葉輪機械內(nèi)定常流動的收斂解，定常流動的收斂解可通過轉子凍結法計算得出；第四步,使用計算流體動力學軟件(如Ansys-Fluent軟件)，以葉輪計算域旋轉360°為一個計算周期，依次對計算周期中各個時間步的數(shù)值進行計算，每個時間步的數(shù)值計算在計算所得的數(shù)值收斂后完成；當一個時間步的數(shù)值計算完成后，通過更新葉輪計算域和網(wǎng)格節(jié)點，重建三維實體，從而重建下一時間步的網(wǎng)格，計算下一時間步的數(shù)值，直到完成最后時間步的計算；數(shù)值收斂的判斷方法有兩種:(一)以殘差值的變化判斷；(二)編寫程序對數(shù)值進行監(jiān)測；在不同的時間步中，因運動邊界的運動，計算域發(fā)生了變形，因此在計算前要獲取下一時間步的網(wǎng)格，通過更新葉輪計算域網(wǎng)格和臨近葉輪計算域部分的網(wǎng)格節(jié)點，重構下一時間步網(wǎng)格，重構下一時間步網(wǎng)格采用兩種方案:(I)對網(wǎng)格尺寸和畸變率在容許范圍內(nèi)的區(qū)域，采用彈簧光滑法結合動態(tài)分層法得到下一時間步的網(wǎng)格節(jié)點，然后通過守恒定律和插值運算從現(xiàn)有網(wǎng)格得到下一時間步網(wǎng)格的物理量，從而重構下一時間步的網(wǎng)格；(2)對網(wǎng)格尺寸和畸變率超出容許范圍的區(qū)域，重新劃分網(wǎng)格；下一時間步網(wǎng)格重構后，計算下一時間步的數(shù)值，直到完成最后時間步的計算；采用彈簧光滑法結合動態(tài)分層法得到下一時間步的網(wǎng)格節(jié)點是指，對網(wǎng)格尺寸和畸變率在容許范圍內(nèi)的區(qū)域，采取彈簧光滑法，將該區(qū)域的網(wǎng)格邊視為網(wǎng)格節(jié)點連接的彈簧，以邊界位移作為彈簧的邊界條件，通過求解彈簧的力平衡方程得到下一時間步的網(wǎng)格節(jié)點的位置，同時通過動態(tài)分層法，根據(jù)邊界的位移量動態(tài)地增加或減少邊界上的網(wǎng)格層，使計算域網(wǎng)格層保持密度。在第四步之后還可 以包括第五步，計算后處理；計算后處理包括，顯示非定常流場計算結果，預測穩(wěn)態(tài)的特性曲線，得到壓力的脈動值(包括脈動頻率及脈動幅值)等非定常結果。本發(fā)明的突出優(yōu)點是:采用本發(fā)明方法可實現(xiàn)旋轉葉片泵的全三維非定常流場數(shù)值計算。使用本發(fā)明方法，動網(wǎng)格計算僅在一個參考系中進行，新舊網(wǎng)格節(jié)點的拓撲關系保證了良好的計算精度和時間上的連慣性；而傳統(tǒng)的滑移網(wǎng)格計算因多參考系之間的數(shù)據(jù)對接影響了時間上的連貫性、降低了迭代速度。在同樣的計算模型、計算網(wǎng)格、初始條件、邊界條件及軟件設置條件下，在經(jīng)過一段啟動時間后，本發(fā)明方法與滑移網(wǎng)格的計算結果趨近一致，但本發(fā)明方法具有較快的迭代速度。為驗證本發(fā)明方法計算旋轉葉輪機械的非定常流場是可行性的，采用離心泵作為實驗對象進行計算及分析。選取單級單吸IS型管道離心泵，泵設計工況參數(shù)為:轉速n=2900r/min,流量Q=155m3/h,揚程H=64m。工作介質(zhì)為水，密度P =998.2kg/m3,動力粘度μ=1.003Χ10-3Ρ&.8。計算域由吸入管、葉輪及泵殼組成，葉輪的葉片數(shù)Ζ=5。應用Pro-E建立水泵的三維計算域，使用Gambit進行計算域網(wǎng)格的劃分，得到如圖2所示的非結構性網(wǎng)格單元。其中吸入管77200單元、葉輪195008單元、蝸殼105176單元，網(wǎng)格單元總數(shù)為377384，網(wǎng)格節(jié)點總數(shù)為83648。計算使用Fluent流動軟件,選取標準k_e瑞流模型。采用如下邊界條件:1)進出口條件按流量值給定；2)壁面采用無滑移固壁條件并由標準壁面函數(shù)確定固壁附近流動。由泵轉速與葉輪葉片數(shù)計算得到葉輪的旋轉周期為2.069X IO-2S,葉片掠過周期為
4.138X10_3s，因此選取計算時間步長At=4.138 X 10_4s，即一個葉片掠過周期使用10個時間步進行計算。對于傳統(tǒng)的滑移網(wǎng)格計算，按常規(guī)的方法將葉輪域設為旋轉的滑移子域(MovingMesh)并給定轉向和轉速,其余計算域設為靜止域。對于動網(wǎng)格計算,使用Profile文件定義計算域邊界面的轉向和轉速。為簡化計算，變形網(wǎng)格僅限于葉輪計算域，將所有計算域在慣性系中設為靜止域。采用以下三種方式實現(xiàn)網(wǎng)格變形:彈簧光滑法(Spring-based smoothing)、動態(tài)分層法(Dynamic layering)以及局部網(wǎng)格重構法(Local remeshing)。彈簧光滑法將網(wǎng)格邊視為網(wǎng)格節(jié)點連接的彈簧，以邊界位移作為彈簧的邊界條件，通過求解彈簧的力平衡方程得到下一時間步的網(wǎng)格節(jié)點的位置，但彈簧光滑法一般只能處理小變形問題。動態(tài)分層法是根據(jù)邊界的位移量動態(tài)地增加或減少邊界上的網(wǎng)格層，使計算域網(wǎng)格層保持一定的密度。網(wǎng)格重構法是對彈性光滑法的補充，以網(wǎng)格尺寸和畸變率作為評判標準，對變形過大、局部網(wǎng)格發(fā)生嚴重畸變的區(qū)域，則重新劃分網(wǎng)格。下一時間步的網(wǎng)格上的物理量通過守恒定律和插值從現(xiàn)有網(wǎng)格中獲得。圖3 (a)和圖3 (b)分別是t=0和t=l Δ t時計算域表面的局部網(wǎng)格示意圖。因葉輪計算域表面是流場與旋轉固體的交界面，因此葉輪計算域表面的網(wǎng)格除了隨體轉動，沒有看出明顯的變形或局部重構。圖4 (a)和圖4 (b)分別是與圖3 (a)和圖3 (b)對應的計算域中心截面的局部網(wǎng)格示意圖。為便于觀察，圖5 (a)和圖5 (b)分別給出圖4 (a)和圖4 (b)中葉輪出口葉片附近的局部放大效果。由圖5 (a)和圖5 (b)可見，計算域內(nèi)部網(wǎng)格除了隨體轉動，還出現(xiàn)了不同程度的變形和局部重構(見方框標示部分)。圖6和圖7分別給出動網(wǎng)格和滑移網(wǎng)格迭代計算離心泵非定常流場的殘差記錄，圖中橫坐標表示迭代步數(shù)，縱坐標表示方程迭代計算的殘差值，6條線分別是流動連續(xù)方程、動量方程(三個分量)、k方程及e方程殘差值隨迭代步數(shù)的變化。曲線的每一次脈動代表某一時間步迭代收斂并開始進入下一時間步的計算。由圖可見，與滑移網(wǎng)格相比，動網(wǎng)格具有較快的收斂速度。對同樣的工作時間段(t 2.0s)，動網(wǎng)格的殘差上限在KT1以下(見圖6和圖7縱坐標上限)，滑移網(wǎng)格的殘差上限則在1.0左右，相差了一個數(shù)量級。動網(wǎng)格迭代總步數(shù)為15500 (見圖6和圖7橫坐標上限)，而滑移網(wǎng)格的迭代總步數(shù)則需要47000，換句話說，在這個算例中動網(wǎng)格的迭代速度幾乎是滑移網(wǎng)格迭代速度的3倍。究其原因，是因為動網(wǎng)格計算僅在一個慣性系中進行，迭代過程中盡管有網(wǎng)格的變形和重構等不利因素，但新舊網(wǎng)格節(jié)點的拓撲關系保證了良好的計算精度和時間上的連慣性。滑移網(wǎng)格計算則是在多參考系MRF下進行，多參考系之間的數(shù)據(jù)對接影響了時間上的連貫性而導致迭代速度的下降。圖8和圖9分別給出了按動網(wǎng)格和常規(guī)滑移網(wǎng)格方法計算得到的葉輪所受的無量綱徑向力Fx'和F/隨時間的變化曲線。無量綱徑向力的定義為:Fi =FiJ^pAUl，i=x, y
其中A是葉輪受力總面積，F(xiàn)x和Fy分別為葉輪所受x、y方向徑向力，Uin為泵入口平均流速。由圖8和圖9可見，在經(jīng)歷了一段葉輪啟動時間(t ^ 0.02s，約I個旋轉周期)后，徑向力值隨時間作規(guī)則的周期脈動。在任一個葉輪旋轉周期內(nèi)，徑向力出現(xiàn)5次脈動信號，脈動頻率與葉輪的葉片數(shù)Z相對應。在經(jīng)歷約5個葉輪旋轉周期后(t 0.ls)，兩種網(wǎng)格計算數(shù)值結果逐漸趨近一致，徑向力脈動進入了相對穩(wěn)定的階段，因此可認為從此往后的計算結果基本接近真實情況。 上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步，將旋轉葉輪機械中設有葉輪的旋轉工作區(qū)域以及與旋轉工作區(qū)域直接連接的區(qū)域定義為計算域，使用機械制圖軟件構造計算域的三維實體，形成三維實體文件； 第二步，使用網(wǎng)格劃分軟件讀取三維實體文件，對計算域進行網(wǎng)格劃分，得到三維的初始網(wǎng)格，形成網(wǎng)格文件； 第三步，使用計算流體動力學軟件讀取網(wǎng)格文件，并進行物性參數(shù)設置；所述物性參數(shù)設置包括運動邊界的設置；所述運動邊界的設置是指，運動邊界的界面設置為葉輪計算域的邊界面，運動規(guī)律設置為繞軸轉動，運動方式設置為Profile方式； 第四步，使用計算流體動力學軟件，依次對計算周期中各個時間步的數(shù)值進行計算；每個時間步的數(shù)值計算在計算所得·的數(shù)值收斂后完成；當一個時間步的數(shù)值計算完成后，通過更新葉輪計算域網(wǎng)格和臨近葉輪計算域部分的網(wǎng)格節(jié)點，重構下一時間步網(wǎng)格，重構下一時間步網(wǎng)格采用兩種方案:(1)對網(wǎng)格尺寸和畸變率在容許范圍內(nèi)的區(qū)域，采用彈簧光滑法結合動態(tài)分層法得到下一時間步的網(wǎng)格節(jié)點，然后通過守恒定律和插值運算從現(xiàn)有網(wǎng)格得到下一時間步網(wǎng)格的物理量,從而重構下一時間步的網(wǎng)格；(2)對網(wǎng)格尺寸和畸變率超出容許范圍的區(qū)域，重新劃分網(wǎng)格；下一時間步網(wǎng)格重構后，計算下一時間步的數(shù)值，直到完成最后時間步的計算。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，其特征在于，所述第四步中的采用彈簧光滑法結合動態(tài)分層法得到下一時間步的網(wǎng)格節(jié)點是指，對網(wǎng)格尺寸和畸變率在容許范圍內(nèi)的區(qū)域，采取彈簧光滑法，將該區(qū)域的網(wǎng)格邊視為網(wǎng)格節(jié)點連接的彈簧，以邊界位移作為彈簧的邊界條件，通過求解彈簧的力平衡方程得到下一時間步的網(wǎng)格節(jié)點的位置，同時通過動態(tài)分層法，根據(jù)邊界的位移量動態(tài)地增加或減少邊界上的網(wǎng)格層，使計算域網(wǎng)格層保持密度。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，其特征在于，所述第四步中的計算周期是指，葉輪計算域旋轉360°所需的時間。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，其特征在于，所述第四步中的數(shù)值收斂的判斷方法有兩種:(一)以殘差值的變化判斷；(二)編寫程序對數(shù)值進行監(jiān)測。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，所述第三步中的物性參數(shù)設置還包括:設置計算域入口為壓力邊界條件；設置計算域出口為質(zhì)量流量邊界條件；設置非定常流動計算采用標準k-ε湍流模型；設置時間步長At;設置非定常流動計算的初始條件，所述初始條件采用定常流動的收斂解。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，其 特征在于，所述第三步中的時間步長At的取值范圍為: 其中，n為葉輪的轉速 值，Z為葉片數(shù)，k為> I的整數(shù)。
7.根據(jù)權利要求5所述的基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，其特征在于，所述第三步中的初始條件采用的定常流動的收斂解是通過轉子凍結法計算得出。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，其特征在于，所述第二步中的網(wǎng)格劃分軟件采用ICEM軟件。
9.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，其特征在于，所述第三步和第四步中的計算流體動力學軟件采用Ansys-Fluent軟件 。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于三維動網(wǎng)格的旋轉葉輪機械非定常流場的計算方法，應用于旋轉葉輪機械技術領域，該方法基于三維動網(wǎng)格技術，實現(xiàn)了旋轉葉輪機械的非定常流場計算，并且具有較傳統(tǒng)滑移網(wǎng)格法更快的迭代速度。
文檔編號G06F17/50GK103226635SQ20131013956
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權日2013年4月19日
發(fā)明者黃思, 陳志勝 申請人:華南理工大學