本案例应用Fluent Turbo工作流设置流体流动模拟来评估1.5级压缩机的性能。Turbo工作流可以在Fluent中很容易地进行涡轮机械分析设置，允许在其中描述涡轮机器的类型及其参数配置，导入计算网格，并定义涡轮相关的工况条件，创建涡轮机械特定拓扑和报告工具。

注意：Turbo工作流是Fluent最新版本提供的功能。

1 问题描述

本案例模拟如下图所示的具有进口导叶、转子和定子的压缩机。几何模型是4.5级轴向汉诺威压缩机的前三排（由TFD汉诺威提供）。进口导叶有26个叶片，转子有23个叶片，旋转速度为17100 RPM，定子有30个叶片通道。进气口的总压为60000 Pa，出口的静压60500 Pa，指定其沿径向均匀分布。

计算网格如下图所示，其由三部分组成。

2 Fluent设置

• 以 3D、Double Precision方式启动Fluent

2.1 Turbo流程

• 选择工具栏按钮 Domain → Turbomachinery → Turbo Workflow → Enable Workflow启动工作流程

Turbo工作流程如下图所示，按照流程往下撸就可以了。

• 点击菜单 File → Preferences打开设置对话框，如下图所示对Turbo Workflow参数进行设置。这里的设置只是方便后面边界自动识别，不设置也没有关系。同时也说明在网格边界命名时遵循一些规则，可以省很多的事情。

• 选择节点 Describe Component，进行以下设置
• 指定 Component Type 为 Axial Compressor
• 设置 Number of Rows 为 3，并如下图所示指定3个区域的参数

此时Fluent图形窗口如下图所示，其显示了上面设置的各部分组件的参数配置。

• 选择节点 Define Blade Row Scope，保持默认设置，点击按钮 Define Blade Row Scope进入下一步

注：将Include Row设置为no会将该组件从计算域中去除。

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• 选择节点 Import Mesh，选择网格文件 S2.gtm、R1.gtm、IGV.gtm，点击左下角按钮 Import Mesh导入网格

除了gtm格式的网格文件外，工作流还支持msh、def、cgns格式的网格。导入网格后的图形窗口如下图所示。

• 选择流程节点 Associate Mesh，在下方面板中为不同的row指定网格域，如下图所示，点击按钮 Associate Mesh关联网格

• 选择流程节点 Map Region，如下图所示，软件会自动为不同的边界指定网格，这里检查一下然后点击按钮 Map Region进入下一步

• 选择流程节点 Create CFD Model，如下图所示设置各区域的叶片数量，点击按钮 Create CFD Model确认设置并进入下一步

• 选择流程节点 Define Turbo Physics，如下图所示设置参数
• 指定 Rotation Speed为 1790.708 rad/s
• 指定 Operating Pressure为 0 Pa
• 设置 Working Fluid为 Air(ideal gas)
• 点击按钮 Define Turbo Physics进入下一步

• 选择流程节点 Define Turbo Regions and Zones，如下图所示设置参数，点击按钮 Define确认参数并进入下一步

• 选中流程节点 Define Turbo Topology，如下图所示保持默认设置，点击按钮 Define Turbo Topology进入下一步

• 选择流程节点 Define Turbo Surface，如下图所示创建3个等值面用于后处理

• 选中节点 Create Report Definitions & Monitors，保持默认设置，点击按钮 Create创建报告定义及监测

图形界面中显示等值面的位置。

此时工作流已经帮助我们设置了所有的参数，可以在Outline View列表中查看并确认，如下图所示。

只要网格划分时为边界进行了合适的命名，那么在流程中绝大多数的操作可以采用默认设置。

2.2 求解计算

• 采用Hybrid初始化，如下图所示设置初始化参数并初始化

• 迭代计算100步

• 效率监测结果

• 压比监测结果

• 出口流量监测结果

发现计算收敛还是挺不错的，大概四十来步能够达到收敛。

2.3 后处理

• 可以看到计算流程为我们创建了一系列的云图

• 如0.75中面上的马赫数云图

• 0.75中面上的总压云图

• 0.75中面上的速度数云图

• 可以选择所有的表达式，点击右键菜单 Compute 进行计算

注：这些表达式是流程自动创建的。

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• 表达式计算结果

• 可以选择所有的Report Definitions，点击右键菜单 Compute进行计算

计算结果如下图所示，该有的信息基本上都有了。

注：利用Turbo工作流进行涡轮机械仿真计算的确非常方便。不过我想，有了这玩意儿，ANSYS是嫌CFX死得不够快么。

案例下载链接：https://pan.baidu.com/s/19RNpI0Gpy_T-mayE1UMcPg?pwd=cqsq 提取码：cqsq

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文章来源：CFD之道