CFX涡轮增压器设计学习笔记 BM BladeGen BladeModer
CFX_旋转机械前后处理TurboPrePost
1. 点击 Turbo 键
2. 点击 Initialise All Components
3. 对于每一个旋转机械部件，CFX-Pre 将探测哪些区域对应于轮毂 ，机匣，叶片，入口，出口和周期性区域。CFX-Post 将使用这 些信息绘图并制表。您可以手动指定这些区域，或者通过编辑 Turbo 目录中的每一个对象来检查自动指定的区域〔部件1〔S1 〕,部件2〔R1〕 和部件3〔S2〕〕
6. 展开 Solver Parameters 框
7. 设置 Convergence Control 为 Physical Timescale ，其值为 1 / 3000 [rev/min] 〔选择表达式按钮可输入此值〕
8. 如此设置了时间尺度为 1/ω ，这里 ω 是风机旋转速度。通常设 置时间尺度为此特征时间尺度的某一倍速
旋转机械前后处理 Turbo Pre and Post
教程 8
3/23/2007 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
CFX 11.0 ANSYS, Inc. Proprietary
Version 1.3
Inventory #002446 W8-1
问题描述
3/23/2007 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
CFX 11.0 ANSYS, Inc. Proprietary
Version 1.3
Workshop Supplement
Inventory #002446 W8-16
后处理图形界面
Version 1.3
2. 设置类型为 Rotating ，命名为 R1
Bladegen学习资料
[CFX/ICEMCFD]我是这样做Bladegen的，供初学者参考论坛中有很多人对Bladegen的应用感到兴趣，我也是一个初学者，有点体会也许对同是初学者的人们会有所帮助。
1. 在这里以轴流式转轮为例进行说明。
将已有的转轮2D图纸直接输入Bladegen是不可能的。
首先必须把2D图建成3D实体。
在该流体域中通过投影和面之间的相交获取一些曲线的igs文件。
他们是：1. 叶片最外缘型线投影到轮缘（Shroud）曲面上的封闭曲线。
如果由多根曲线组合而成，应拟合成一根曲线。
命名为shroud_curve.igs。
2. 叶片最内侧型线投影到轮轂（Hub）曲面上的封闭曲线。
命名为hub_curve.igs。
3. 在轮轂与轮缘曲线之间，绘制数条流线（本例中选用两条），并分别旋转成两个曲面。
然后用两曲面相交的方法分别求出两条与叶片表面相交曲线。
分别称为curve2.igs和curve3.igs。
如果这些相交曲线分别由多个线段组成，则将他们分别拟合成单一曲线。
4. 叶片最外缘型线的骨线投影到轮缘（Shroud）曲面上的流线状曲线，称为shroud_curve.igs。
5. 叶片最内侧型线的骨线投影到轮轂（Hub）曲面上的流线状曲线，称为hub_curve.igs。
至此，有了这四条封闭曲线和两条开敞流线状曲线，进入Bladegen的条件已具备。
2. 进入BladeModeler，然后File\New\Data Import Wizard回车。
界面见图1。
图13. 两次Next后，进入如图2所示界面。
选第一选项（图中红圈）后Next。
图24. 点击Next直到出现图3所示界面。
用图中Add File按键相继输入六条igs曲线。
图35. 先点击右侧清单第二步中的Select Hub Curve，再在图形界面中点击相对应的曲线，被点中的曲线变为红色。
用同样的方法处理Shroud Curve。
见图4。
图46. 做Blade Profiles时，在做完Layer 1 Curve后，下拉图形界面右下角的小窗口中的Layer 1 Curve，将其换成Layer 2 Curve，如此操作直到四条Profiles全部做完。
ANSYS CFX 11.0 旋转机械分析系统介绍
ptot/p_ref
ptot/p_ref
ptot/p_ref
Courtesy „Workshop Turbomachinery“, Gdansk Sept. 2006 A. G. Gerber, R. Sigg, N. Sürken, L. Völker, M. V. Casey
TurboSystem
Components Overview of Basics
水泵或涡轮的流动模拟 • 旋转机械分析基本需求:
– 了解性能 – 基本设计 – 几何，网格
Low-head Turbine, Courtesy Micro Hydro Research Centre, Nottingham Trent, UK.
• Model steam turbine
• Equilibrium model 1
• Non-equilibrium model 0.8
part-load
design
over-load
span[]
• Comparison to data 0.6
0.4
ｗｗｗ．0.ｂ2 E32ｚｆｘｗ．ｃE32ｏｍ
00.7
水泵或涡轮的流动模拟 • 旋转机械分析基本需求:
– 了解性能
Low-head Turbine, Courtesy Micro Hydro Research Centre, Nottingham Trent, UK.
Rural Peru community hydro generation, 5kW
标准分享网 免费下载
自动叶片分析
• 一键式网格划分
– 边界层, 周期条件, 预设
ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ • 一键式CFD求解 – TurboPre, 边界, 物理问题 – 效率监测
CFturbo中文教程
菜单栏详细列表
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三维视图动态显示_S3流面
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三维界面按钮介绍
保存为GIF或BMP 打印 适合窗口显示 视角设置 背景色显示 坐标轴转换
显示精度显示
定义线宽
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功能介绍
日期
题目
功能按钮介绍
内容
设计理论及流程
8月23日下午
功能按钮介绍和设计 理论、流程
性能、尺寸参数介绍
近似函数应用
CAD、CFD接口使用和介绍
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目 录
软件功能 界面菜单
项目管理 三维模型 数据输出 数据输入
附加功能
操作菜单 近似函数
对比设计 撤销操作
参数选择
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软件功能
专业高效易用的径流/混流叶轮机械设计软件
径流和混流叶轮
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附加功能_几何控制
灵活的视图
调整方式 Bezier曲线 控制点的调 整（鼠标拖 动/输入数 值）
右键菜单
叶轮几何调整
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附加功能——工况线性能预测
叶轮设计流程
叶片几何角设计
涡轮增压器设计毕业设计
摘要目前，发动机广泛采用涡轮增压技术，增压已成为提高发动机动力性、改善其经济性和排放的有效措施，在车用发动机领域，汽油机也逐渐较多地采用涡轮增压技术。
尤其对于小排量汽油发动机，采用涡轮增压技术更是得到了国内外的广泛关注。
本篇设计叙述了涡轮增压器的原理与各个组成部分参数的选取原则，通过计算，对涡轮增压器各个部分进行分析，设计主要内容包括：通过能量流动计算得出压气机叶轮设计参数，涡轮叶轮设计参数，压气机壳体设计参数，涡壳壳体设计参数，喷嘴环设计参数，中间轴的设计参数。
At Present，the engine design widely uses the turbocharging technology .The turbocharging has become the important measures in increasing the engine dynamic performance，improving the economics and the emission. In the vehiele engine area，the gasoline engine applies more and more tutbocharging technology. Especialy for the small displacement gasoline engine，the aplieation of turbocharging technology has drawn more and more attention both at home end abroad.The turbo charger has a marked compress effect when the engine runs in a high speed, it has an effective way on increasing the engine power. The turbo charger works depends on the outlet gas of engine which to press the power wheel connecting the shaft by which to let the press wheel run, then the press wheel pressurizes the inlet air send them into the pipe of the engine inlet system.By the calculation of the turbo charger the specification introduces the principle how to design the construction of the turbo charge. This specification mainly includes: achieve the press wheel date of design by the calculation of the heat circle, achieve the design date of the power wheel, design of the shells of the turbo charger, design of the inlet ring and the design of the middle shaft.Key word: turbocharger，engine，operating principle，handlingAbstract Ⅱ第1章绪论101.1 概述 11.1.1发动机进气增压技术简介 11.1.3 发动机进气增压的基本原理 21.2进气增压系统的分类及简介 51.2.1进气增压系统的分类 51.2.2进气增压系统简介 62.1涡轮增压器的工作原理102.2涡轮增压器设计的一般步骤102.3确定流量。
BM带小叶片的高压比压气机叶轮设计BladeGen实例
HP Compressor Impeller with Splitter 带小叶片的高压比压气机叶轮
Concepts 概念
? In this tutorial we will:
? Input initial design parameters ? Input initial angle/thickness parameters ? Optimize the meridional view ? Adjust the blade angles ? Define the shape of LE and TE ? Save your work
? Go back to the Project page and open DesignModeler (click New geometry)
? Use the same units that were defined in BladeGen (mm)
20
BladeEditor
? Click the BladeEditor icon
? Nominal wrap angle of 85°包角85 ° ? Thickness of 3 mm ? Number of bridional View Optimization 子午面视图优化
? Optimizing the Meridional View优化子午面视图
9
Blade Angle Distribution 叶角分布
? After the blade angle adjustments, the angle distribution on the hub and shroud will look like as presented below:
涡轮增压器构造及原理
涡轮增压器构造及原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊涡轮增压器，这玩意儿可神奇啦！
你想想看，汽车就好比是一匹马，那涡轮增压器呢，就像是给这匹马加了一双翅膀，让它能跑得更快更猛！
涡轮增压器主要是由涡轮和压气机这两大部分组成的。
涡轮呢，就像是一个小风车，废气从这里吹过，它就呼呼地转起来啦。
而压气机呢，就负责把空气使劲往发动机里送，让发动机能有更多的“粮食”吃，这样就能产生更大的动力啦。
这就好比人跑步，要是能大口大口地吸气，那是不是就能跑得更有力气呀？涡轮增压器就是让汽车的“呼吸”更顺畅、更有力的秘密武器！
那涡轮增压器是怎么工作的呢？当发动机工作的时候，会排出废气，这些废气可不会白白浪费掉哦，它们会推动涡轮快速转动。
涡轮一转，就通过轴带动压气机也转起来啦。
压气机一转，就把外面的空气压缩后送进发动机里。
这样一来，发动机就像打了鸡血一样，动力蹭蹭往上涨啊！
你说神奇不神奇？这就好像是给汽车施了魔法一样。
而且啊，涡轮增压器让汽车在不增加太多油耗的情况下，获得更强的动力，这多划算呀！就像是花一份钱，得到了两份好处，这买卖多值！
不过呢，涡轮增压器也不是没有缺点的啦。
它就像是一个娇贵的小公主，得好好照顾着。
比如说，使用的时候要注意温度，不能让它太热了，不然它会不高兴的哟。
还有啊，保养也要跟上，要定期检查和维护，不然它要是闹脾气了，那可就麻烦啦。
但总的来说，涡轮增压器真的是汽车的好帮手呀！它让我们的驾驶体验更加棒，让汽车变得更加强大。
所以啊，大家可别小看了这个小小的涡轮增压器，它可是汽车世界里的大明星呢！有了它，我们的汽车才能跑得更快、更稳、更带劲！你说是不是呀？。
旋转机械—CFx
方法/步骤1. 1 打开workbench软件，如图2. 2 鼠标左键按住“BladeGen”并拖动到如图位置3. 3 再将"Turbogrid"拖动到如图位置4. 4再将“CFX”拖动到如图位置，到这里已经建立好了用CFX进行旋转机械分析的基本流程了，“BladeGen”用来建立旋转机械模型，“Turbofrid”用来划分旋转机械网格，“CFX”用来求解，后处理及查看结果。
5. 5 双击打开“BladeGen”，准备建立模型，如图6. 6 打开之后如图7.7 单击新建按钮，如图所示8.8 出现如图所示9.9 选择“normal Axial”，如图10.10 选择“Ang/Thk”模式，如图11.11 修改如图参数，参数值如图所示12.12 点击“ok”13.13由于教程篇幅过大，手把手教你使用BladeGen进行旋转机械分析建模教程分为三篇：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（1/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》请继续看下一篇《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，单击“ok”后，如图所示2. 2将叶片与旋转轴角度设置为15，叶片数设置为13，Ang设置5，厚度设为3，如图所示3. 3 点击“ok”，如图4. 4 说一下，这四个框图表示的什么意思，如图5. 5 单击“Model”，“Properties”，如图6. 6 打开如图所示7.7将“component type”改为“fan”，将“model units”改为“mm”，如图所示8.8 点击“ok”后，如图9.9 单击“blade”“properties”，如图所示10.10 打开后，如图所示，也就是打开叶片属性设置11.11 选择“LE/TE Ellipse”，如图12.12 将“TE Type”设置为“Ellipse”，如图13.13 单击“ok”，如图所示14.14由于教程篇幅过大，手把手教你使用BladeGen进行旋转机械分析建模教程分为三篇：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（1/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》上一篇请查看：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（1/3）》本篇为：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》请继续看下一篇：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，点击，如图所示2. 2 点击后，如图所示3. 3 点击这个全圆周显示，如图4. 4 点击后，如图所示5. 5 点击实体圆周显示，如图6. 6 点击后，如图所示7.7保存模型,注意：只能用英文或者数字名字，并保存在英文或者数字的目录下，名字及路径严禁用中文，否则会出错，如图8.8 弹出如图对话框9.9我这里保存在D盘根目录下，名字为fengji,（路径和名字严禁有中文）10.10 保存文件中，可以查看一下，如图11.11 此时，模型已经建立完毕，等待下一步网格划分12.12上一篇请查看：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》本篇为：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》请继续看下一篇：《旋转机械TurboGrid网格划分教程（1/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，双击“TurGrid”，如图2. 2 打开之后如图所示3. 3设置页顶间隙，双击“Geometry”“Blade Set”“Shroud Tip”如图所示4. 4出现如图所示5. 5打钩，选择“constant span”，然后“sapn”为0.95，如图6. 6 单击“apply”，如图7.7 选择“Topology Set（suspended）”右键8.8 取消选择“suspended object updates”，如图9.9去掉勾后，自动生成如图所示（此步，软件完成叶轮流道网格拓扑结构的划分）10.10同时，“Topology Set(Suspended)”变为“Topology Set”，如图所示11.11上一篇请查看：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》本篇为：《旋转机械TurboGrid网格划分教程（1/3）》请继续看下一篇：《旋转机械TurboGrid网格划分教程（2/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，双击“Topology set”，如图2. 2 双击后，如图所示3. 3这里有两种拓扑优化方式“ATM Optimized”和“Traditional with control point”，此处选择“ATM Optimized”,如图4. 4 点击“apply”，如图5. 5 双击“mesh data”6. 6 双击后，如图所示7.7 将方框拉大，便于查看，如图8.8 按照如图参数进行设置，如图。
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BladeGen 1.新建：Angle View
Curve defining beta Curve defining theta End Angle End Angle with Beta Slope = 0
Can define blade angle by: Wrap Angle Distribution (m-theta) Flow Angle Distribution (m-beta)
PS/SS
Angle/Thickness
Meridional View
Auxilliary View
Angle View
Thickness View
BladeGen 1.新建：Meridional View
• CurLeabharlann es can be defined as: 曲线可以被定义为：
• • • • • Piecewise Linear分段样条 Cubic Spline三次样条 Bezier贝塞尔曲线 Best Fit Polynomial最适合多项式 Arc Segment弧形段
谢谢观看
kevinwang1983@
CFX涡轮增压器气动开发
Kevin Wang
2014-8-3
Kevin Wang
Ch 1 BladeModeler叶型设计
BladeModeler是一家专业、易用的工具的快速三维旋转机械组件的设计软件。
旋转机械基础
Leading Edge Low Periodic Tip Gap Shroud
Hub High Periodic Trailing Edge
坐标系
笛卡尔
子午面
叶面到叶片
坐标系
M versus R*Theta
坐标系
M-Prime versus Theta
坐标系
• The M-R coordinate system is useful for thickness specification since it is a dimensional view. M-R坐标系适合定义叶片厚度 • The M’- coordinate system is useful since it permits the designer to view the blade-to-blade surface in a plane where blade angles are preserved. M-R坐标系适合定义叶片角度。 • The blade profile can be defined using the Angle/Thickness Model or the Pressure/Suction Mode. 叶片轮廓可以定义使用角/厚度模型或压力面/吸力面模式
叶片设计 角度/厚度 模型
叶片设计 压力/吸力模型
BladeGen 1.新建
选择压轮类型， 子午面主要参数 和叶型设计角度 /厚度还是压力/ 吸力模式。
BladeGen 1.新建：叶片初始化定义
• 可以定义包角、厚度、叶片数 量
•定义压 力面和 吸力面 主要参 数
BladeGen 1.新建：设计环境