概述
容積式流體機械是通過運動部件和靜止部件之間的容積周期性變化來和流體進行能量交換的機械,機械和流體之間的相互作用力主要是靜壓力,主要應用于高壓小流量的場合。容積式流體機械按照運動形式可分為往復式和回轉式兩大類。往復式主要以活塞為主,而回轉式則有多種形式,如齒輪、羅茨、螺桿、渦旋等等。
容積式旋轉機械應用范圍十分廣泛,化工、油氣、食品、液壓、制冷等各種工程領域都會涉及。
對于此類旋轉機械的CFD仿真計算來說,由于工作腔內幾何結構復雜,內部流體區域隨著轉子轉動在不停地發生變化,同時又存在極小的間隙,這就使得對網格的要求極為苛刻,需要高質量、快速的網格生成工具,來滿足求解器準確地預測主流流動、邊界層流動和間隙內的流動。
德國CFX-Berlin公司在多年的容積式旋轉機械仿真咨詢經驗的基礎上開發出了一款高效的前處理網格劃分工具——TwinMesh。
TwinMesh是針對容積式旋轉機械內部流動仿真的網格生成工具,該工具可自動生成高質量的六面體網格,與ANSYS CFX求解器結合,可以對齒輪泵、羅茨泵、擺線泵、雙螺桿式壓縮機/膨脹機/泵、偏心螺桿泵、渦旋壓縮機/膨脹機、汪克爾轉子發動機等容積式流體機械實現其內部流場的CFD仿真。
功能特色
TwinMesh網格應用的各類模板
首先我們來看一下TwinMesh和ANSYS CFX是如何協作來完成容積式旋轉機械的流動仿真問題。
前處理中,轉子部分的六面體網格由TwinMesh創建,非轉子部件可由ANSYS Meshing /ICEM CFD等模塊生成網格,在TwinMesh中可一鍵生成CFX的求解def文件進行計算。
TwinMesh網格劃分的一般設置流程(以雙螺桿式為例):
導入轉子型線幾何
生成轉子對嚙合交界面
設定網格尺寸
生成某一轉子位置的網格
檢查網格質量
生成和輸出網格
TwinMesh部分類型網格生成效果
典型應用
容積式旋轉機械應用范圍十分廣泛,化工、油氣、食品、液壓、制冷等各種工程領域都會涉及。
TwinMesh作為一款針對容積式旋轉機械的快速六面體網格生成工具,應用范圍廣,幾乎涉及到了所有類型的容積式旋轉機械產品。與ANSYS CFX求解器的無縫連接使得工程師能夠快速、準確地對該類產品實現CFD仿真,同時借助于ANSYS仿真平臺可進一步實現多物理場的耦合,有助于產品設計質量進一步提升和完善。
安世亞太公司具有25年的研發信息化工業軟件開發和服務經驗、8年的工業品*設計和增材制造經驗,是我國工業企業研發信息化領域的者、新型工業品研制者、企業仿真體系和精益研發體系創立者,在國內PLM、虛擬仿真及*設計領域處于地位。2015年經批準成立“國家工業軟件與*設計研究院”,整合杭州德迪智能、重慶安德瑞源等子公司技術優勢,聚焦打造基于正向設計的數字化研制體系。未來,公司將持續致力于工業軟件開發、增材制造體系和工業互聯體系研究,并打造虛實共智的數字化業態,以視野和格局進行資源整合、技術轉化和生態構建,著力將公司建設成為一家生態化平臺型企業。公司注冊資本2.4億元,總部設在北京,員工700多人,研發、咨詢、技術400多人,碩博士占半數以上,擁有18家分子公司,客戶5000多家。建有北京市綜合仿真工程實驗室,是國家工業互聯網專項試點示范企業、國家生態(綠色)設計試點示范企業、國家規劃布局內重點軟件企業、北京市重點總部企業、北京市企業技術中心、北京高精尖產業設計中心、兩化融合管理體系貫標咨詢服務機構、中國創新方法研究會副理事長單位和北京生態設計與綠色制造促進會主席團單位、北京軟件和信息服務業協會理事會副會長單位以及中國增材制造產業聯盟副理事長單位。安世亞太是將仿真技術引入中國的企業之一,并始終致力于仿真軟件的自主研發。從“仿真驅動設計”到“精益研發制造”和“增材思維*設計與智能制造”,不斷制造業數字化研發水平提升,與中國制造業共同轉型與升級。增材制造的廣泛應用,打破了傳統制造工藝瓶頸,賦予基于正向設計的數字化研發更多創新空間。此外,面對制造業企業智能化生產設施和云計算、大數據等智能科技的發展,基于工業互聯技術對工業軟件和增材制造資源進行改造,實現軟件和裝備的云端運行。公司現已形成包括工業軟件、增材制造、工業互聯三個業務體系,并通過數字孿生實現技術和業務聚合,形成“基于正向設計的數字化研制”體系。公司成立以來持續增加研發經費投入,掌握了大量核心技術,已127項,在申請147余項、軟件著作權309項。借助于優秀的理念、技術、產品和方案,公司廣泛參與和支持諸如大飛機、航空發動機、運載火箭、飛船、坦克、船舶、高速機車等國家重大項目和工程的建設工作,多次主持或參與863、973等國家和北京市重大課題研究工作。公司堅持化合作協同發展的戰略思想,積極與國內外企業、科研院所、高校、智庫以及包括多名院士在內的50多位專家合作,建立了廣泛的產業聯盟,協同合作取得了豐碩的技術與市場成果,連續多年被評為ANSYS精英級合作伙伴及增值服務商,與CADFEM、IBM、中電互聯網、中科曙光、賽迪集團、國家超算中心、中航工業、中車集團、一汽集團、兵科院、阿里云、華為云等國內外數十家企業建立了上下游產業聯盟。在布局增材制造技術研發體系,目前已在北京、杭州、上海、重慶、臺北、美國波士頓、美國辛辛那提等地建立研發中心,在日本、德國、加拿大等地籌建研發中心。
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