Logotyp för Volupe

Blogginlägg Volupe

Funktioner för turbomaskiner för analys av en sektion i Simcenter STAR-CCM+

Den här veckan's blogginlägg vi sering närmare på funktioner för turbomaskiner som kan vara (extra) användbar när kör simulations för en sektion. I den senaste versionen av Simcenter STAR-CCM+, version 2210, strukturerad nätstruktur för turbomaskiner introducerades. Turbomachinery har varit ett hett ämne på Siemens under en tid nu, som introducerar många funktioner och även arbetsflödet för turbomaskiner. Nu, strukturerad maskindelning införs också, som är något som förhoppningsvis kommer många användare att ha nytta av den i sin dagliga verksamhet. simuleringsarbete. Den här veckanVi kommer också att titta på några efterbehandlingar. tricks som kan vara hjälpsam när din sektorsanalys (eller simulering av roterande maskiner) är beräknat. 

Strukturerad maskindelning i Simcenter STAR-CCM+ 

Strukturerad maskindelning är populära att använda när det gäller sektoranalyserför turbomaskiner. Användning av strukturerad maskindelning, när man har ett flöde som är anpassat till nätceller., framkallas mindre numerisk spridning. Dessutom kan strukturerad maskindelning kräver färre celler att ta hänsyn tillatt beräkningsdomänen begränsas, vilket gör simuleringen snabbare att köra och kräver mindre RAM-minne. 

Med den nya Nät för turbomaskiner drift, du anger ytorna på bilden nedan. Ytan på bladspetsen är valfri för att specificera och bör endast anges om du har ett avstånd mellan spetsarna.. Den andra ytakrävs som indata.. Iom du har a radie vid övergången från bladet till navet/huven. yta du bör iomfatta följande radier ytor i den input för Byta av last.. Nätverksamheten stöder dynamiska förfrågningar.. 

Strukturerad maskindelning för sektoranalys av turbomaskiner i Simcenter STAR-CCM+

För nätinställningarna du anger den Nära väggtjocklek (första cell tjocklek i fluid-domänen räknat från väggen) tillsammans med antalet celler i den specifika riktningen. I den axiella riktning (benämnd Bladda parametrar) anger du antalet celler från inlopp till utlopp, och i radiell riktning (benämnd Spannavis inställningar) du går från navet (den innersta ytan, närmast rotationsaxeln) till svepduken (den yttersta yta från rotationsaxeln). When definition inställningar för maskor mellan de periodiska ytorna (som heter Pitchwise inställningar) du endast ange antalet celler och inte tjockleken på den närmaste väggen eftersom du inte behöver finare celler på de periodiska gränserna. Se bilden nedan för att se hur ett strukturerat nät med hjälp av turbomaskiner i Simcenter STAR-CCM+ kan titta. 

Strukturerad maskindelning för sektoranalys av turbomaskiner i Simcenter STAR-CCM+

Spännviddkloka tomter  

När du arbetar med simulations som involvera blads eller de styrskovlar som du brukar planera. dina mesh- eller fluid-egenskaper på en meridional, spännviddsmässigt eller stigviddsmässigt koordinat. Om vi tar koordinaten i spännvidden som exempel innebär det att man vanligtvis vill normalisera avståndet mellan navet och sjal från 0 till 1. Feller till exempel, på detta sätt kan en spännviddskoordinaten 0,5 är alltid på planet. att på alla platser är i mitten av navet och kåpan. Ett sätt att skapa diagram med spännvidd i Simcenter STAR-CCM+ är att använda a Koordinatsystem med blockkarta. Skapa ett blockkartlagt koordinatsystem., som på bilden nedan, och sätta upp: 

  • Umin = inlopp 
  • Umax = utlopp 
  • Vmin = periodisk gräns 1 
  • Vmax = periodisk gräns 2 
  • Wmin = nav 
  • Wmax = kåpa 

Koordinatsystem med blockkartor för strukturerad maskindelning för sektoranalys av turbomaskiner i Simcenter STAR-CCM+

Använd detta koordinatsystem i en härledd del av typen isosurface, där du använder den intressanta regionen fluid, och som fältfunktionen "Namn_på_blockmappat_koordinatsystem: Wmin till Wmax" vid en spännviddkoordinat (t.ex. 0,5 för det mellersta spannet). Definitionen av spännviddenkloka koordinat kan ställas in som en parameter så att du kan lätt kan ändra detta värde, och det finns också en möjlighet att definiera isosurface med ett antal isytor på ett avstånd. Se bilden nedan för en hastighetsritning vid fem spann, [0,1, 0,3, 0,5, 0,7, 0,9]. Natt spännviddens är inte ent en konstant y-koordinat. 

Spännviddsplottar för sektoranalys för turbomaskiner i Simcenter STAR-CCM+.

Normaliserad tomter

En ytterligare visualisering av resultaten som ofta används i turbomaskiner är att plotta värden vid bladet, på ett specifikt spann, som är normaliserat i längd från 0 till 1 (från framkant till bakkant). Plotten kan till exempel visa tryckkoefficienten runt bladet vid spännvidden 0,5, vilket kommer att beskrivas hur man visualiserar i detta avsnitt av blogginlägget. 

Vi kommer att använda samma tillvägagångssätt som i föregående avsnitt, skapa en isoyta för att plotta värden på, men den här gången kommer vi att använda bladytan i stället för regionen som ingångsdel. Det värde som anges på isosytan kommer att motsvara den spännviddskoordinat som du vill titta på. Du kommer nu att få en isosurface som är en linje på bladet i ditt spann. 

Vi kommer att behöva rapporter som tar fram koordinatvärden i U-riktning i det blockkarterade koordinatsystemet. För att göra detta ställer du in minimi- och maximirapporter för den blockkarterade koordinaten i U-riktning (från inlopp till utlopp, eftersom vi vill titta på resultaten från framkant till bakkant). Använd linjen för isytan som ingångsdel. 

Skapa en XY-plott för isytans linje. Både X- och Y-typen bör vara skalära, standardtypen X är riktning så det måste ändras. Skalarfunktionen av X-typ bör vara din normaliserade längd som går från 0 till 1 (senare benämnd som fältfunktionen Normalized_plot_dimension_length i det här exemplet). Skalarfunktionen för Y-typer kommer att vara tryckkoefficient i det här exemplet, eftersom du vanligtvis tittar på ett tryckvärde på bladet för den här typen av plottar. 

Fyra fältfunktioner behövs när man använder detta tillvägagångssätt. Först måste du alltså inrätta en fältfunktion som hämtar värdet (positionen) från bladets maximala rapport i det blockkarterade koordinatsystemet, se bild nedan för definition. 

Normaliserat tryck över bladet för sektoranalys av turbomaskiner i Simcenter STAR-CCM+

Nästa fältfunktion returnerar det lägsta värdet av koordinaten bladets blad i det blockkarterade koordinatsystemet, se bilden nedan för definition. 

Normaliserat tryck över bladet för sektoranalys av turbomaskiner i Simcenter STAR-CCM+

Nästa fältfunktion beräknar längden på Bladsektionen i det blockkarterade koordinatsystemet, baserat på de två första fältfunktionerna. 

Normaliserat tryck över bladet för sektoranalys av turbomaskiner i Simcenter STAR-CCM+

The fjärde fältfunktion ger den normaliserade koordinaten i U-riktningen i det blockkarterade koordinatsystemet.. 

Normaliserat tryck över bladet för sektoranalys av turbomaskiner i Simcenter STAR-CCM+

Nu är du redo att visa din tomt och analysera din bladprofil, se bilden nedan för ett exempel på hur resultatet kan se ut. 

Normaliserat tryck över bladet för sektoranalys av turbomaskiner i Simcenter STAR-CCM+

Observera att det är tekniken (en av många) för att skapa denna graf som är viktig i det här exemplet, inte de värden som presenteras i grafen. 

 

Vi på Volupe hoppas att det här blogginlägget har varit intressant och att du kommer att ha stor nytta av den strukturerade maskindelningen och de tips som presenteras i det här blogginlägget. Om du har några frågor eller kommentarer är du alltid välkommen att kontakta oss på support@volupe.com. 

Författare

Christoffer Johansson, M.Sc.
support@volupe.com
+46764479945 

Christoffer Volupe

Fler blogginlägg

sv_SESwedish