FLUENT模拟泵内部流动的设置教程

本教程以泵内定常流动数值模拟为例，详细讲述了如何应用FLUENT进行泵内

流计算以及如何应用FLUENT进行简单的后处理。

基本步骤：

1、启动FLUENT，选择3d求解器。

2、读入网格（×.msh）；

3、检查网格，确保最小体积为正，选择grid→check菜单；

4、缩放网格；

5、光顺/交换网格；

6、求解器设置；

7、设置计算模型；

8、设置运行环境，对于离心泵数值模拟一般不考虑重力；

9、设置转速单位；

10、定义材料，也可以进行自定义材料；

11、定义边界条件；

12、设置交界面；

13、设置求解参数；

14、监视残差；

15、初始化流场；

16、保存case文件；

17、开始迭代计算；

18、FLUENT后处理。

1、启动FLUENT，选择3d求解器。

启动后FLUENT界面如下图所示：

2、读入网格（×.msh），选择file→read→case菜单；

3、检查网格，确保最小体积为正，选择grid→check菜单。Check无误后才可以进行

下面的操作。

4、缩放网格，选择grid→scale菜单，弹出下图的对话框，直接输入Scale Factors

点击Scale即可，一般缩小1000倍到毫米。由于FLUENT默认的单位是米，所以必须进行

网格缩放。

5、光顺/交换网格，选择grid→smooth/swap菜单，进入下面的界面；先点击Smooth，

然后点击Swap直至Number Swapped为0。

6、求解器设置，选择define→models→solver菜单，进入求解器设置界面，如下图所

示。一般定常求解设置为分离求解器、隐式算法、三维空间、稳态流动、绝对速度、压

力梯度为单元压力梯度计算；

7、设置计算模型，选择define→models→viscous菜单，弹出湍流模型选择对话框。

一般选用标准k-ε模型，进入k-ε模型设置界面，一般保持默认即可；

8、设置运行环境，选择define→operating condition菜单，弹出下面的对话框。

参考压力选用默认值即可，位置可选在原点或泵进口边。对于离心泵数值模拟一般

不考虑重力。

9、设置转速单位，选择define→units菜单，进入单位设置对话框。转速一般改为rpm。

10、定义材料，选择define→materials菜单，进入材料设置界面。清水的话可以直接点击Fluent Database从中选择water-liquid后点击Copy即可。也可以进行自定义材料。

清水water-liquid材料设置如下：

11、定义边界条件，选择define→boundary conditions菜单，进入边界

条件设置对话框，如下所示。选中相应的条目点击Set进行设置。

（1）叶轮水体的设置。

首先把Material Name改成water-liquid，其次Motion Type改成Moving Reference

Frame，然后在Speed中写上速度。还有最重要的一点就是要在Rotation-Axis Direction中

根据右手定则确定叶轮的旋向，在相应的轴后写上1或-1，分别代表正向和反向。

（2）叶轮上的面的设置。

叶轮上的面边界条件设置如下图所示，如果考虑粗糙度还要在Roughness

Height中写上粗糙度值，千万注意单位。

（3）蜗壳水体的设置。

蜗壳水体设置时，只需要把材料Material Name改成water-liquid 即可，如下图所示。

（4）蜗壳上的面的设置。

蜗壳上的面设置如下图所示，同叶轮一样，如果考虑粗糙度还要在Roughness

Height中写上粗糙度值。

（5）进口边界条件的设置。

一般用速度进口，如下图所示。给出进口速度值，建议也根据经验公式估算一下相应的

湍动能和湍流耗散率，有利于提高计算精度。

（6）出口边界条件的设置。

出口一般采用压力出口或自由出流outflow，两者都直接保持默认设置即可，下图所示为

压力出口界面。

12、设置交界面，选择define→grid interface菜单，弹出交界面设置对话框，如下图所示。

首先在Grid Interface中输入交界面名称，然后在Interface Zone 1和Interface

Zone 2中依次点击相应的面，最后点击Create就生成了一对交界面。

需要注意的是这一步设置后FLUENT会自动为每个交界面产生相应的壁面，因此需要再次

返回边界条件中对这些新产生的壁面进行定义。

13、设置求解参数，选择solve→controls→solution菜单，进行求解设置，如下图所示。

在Solution Control中选择算法和离散格式等，一般定常计算选择SIMPLE或SIMPLEC算法。

14、监视残差，选择solve→monitors→residual菜单，弹出残差设置界面，如下图所示。

选中Plot显示残差，将收敛精度修改为10-4或10-5。在monitors 菜单中还可以根据需要

监视其他变量，如进出口压力等。

15、初始化流场，选择solve→initialize→initialize菜单，弹出下面的对话框。

在Solution initialization选项中的reference frame中选择relative to cell zone，

Compute From中选择all zones或inlet。