doi:1013969/j1issn11006-6896120101081013
摘要:GAMBIT软件作为一款专业的CFD前处理软件，具有很强的几何建模能力，同时可以和FLU ENT等CFD软件协同工作，实现从CAD到CFD的流水作业。介绍了FLUENT及其前处理软件GAM BIT进行建模分析的全过程。GAM BIT作为一款强大的前处理软件可以对搅拌器进行几何建模及网格划分。FLU EN T通过数值计算对搅拌器中的流体进行分析，其分析结果为搅拌器叶片今后的优化设计提供了一个良好的理论依据。 关键词:FLUENT软件；搅拌器；流体；模拟
1CFD技术的应用
搅拌器主要是以叶片旋转输送流体的机械，设计和优化的最终目的是高效地输送流体。传统搅拌器的设计是以实验为基础，设计周期长，而且费用较高。CFD的运用则改变了传统的设计过程，由于CFD软件可以相对准确地给出流体流动的时变特性，如速度场、压力场、温度场、浓度场等，因而不仅可以准确预测搅拌器的整体性能，而且很容易从流体的分析中发现产品或工程设计中的问题，减少未预料到的负
面影响，这样大大减少了产品设计或优化对实验的依赖性，能够显著缩短设计周期，降低费用。
2软件介绍
GAM BIT软件作为一款专业的CFD前处理软件，具有很强的几何建模能力，同时可以和FLU-ENT等CFD软件协同工作，实现从CAD到CFD 的流水作业。FLU ENT是目前功能最全面、适用性最广、使用最广泛的CFD软件之一，它被广泛应用于航天航空、石油化工、汽车和医药等领域。
对于复杂的三维CFD问题往往采用PRO/EN-GINEER来完成几何建模，再以ACIS、Paraso-l id、IGES和STEP等格式导入GAMBIT，利用GAMBIT强大的几何建模、修复及网格划分能力为分析做前处理，然后再导入FLUENT对其进行分析。本文以FLUENT为工具对搅拌器中水的流动进行分析，从而为改善整个搅拌系统提供依据。
3GA M BIT前处理
用PRO/ENGINEER来完成不规则及复杂的叶片造型，然后以IGES格式导入GAMBIT，在GAMBIT模式下完成搅拌器的其他部分建模。网格生成是数值计算的第一步。在工程数值模拟中，数值计算结果的最终精度及计算过程效率，主要取决于所生成的网格与所采用的算法。网格可大致分为结构化网格与非结构化网格两类，结构化网格的特点是每个节点与其邻点之间的连接关系固定不变，且隐含在所
生成的网格中，不必专门设置数据去确认节点与邻点之间的这种关系；而非结构化网格单元与节点的编号就无固定规则可遵循，它消除了结构网格中节点的结构性限制，节点和单元的分布可控性好，因而能较好地处理边界，适用于模拟真实复杂外型。非结构化网格缺点是网格生成过程
图，得到了不同平衡方式下的曲柄扭矩曲线，通过曲线对比可看出，在CYJY10-3-53H B型抽油机上使用游梁平衡节能效果最好。
(2)抽油机的优化主要依靠改变抽油机运动特性，减小悬点总载荷的波动，同时合理选择平衡方式，降低净扭矩曲线的波动，从而降低装机功率，达到节能的目的。本文为新型节能抽油机的设计、优化以及现有抽油机的节能改造设计和效果评价提供了一种新方法。参考文献
对苯树脂
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(栏目主持杨军)
25油气田地面工程第29卷第8期(201018)
比较费时，离散时所形成代数方程求解的收敛特性差。
GAM BIT 拥有功能强大的网格划分技术。GAM BIT 可以智能化的将一个几何区域划分成最合适的网格，从而使复杂网格划分过程变得极为容易。以Tg rid 方式对搅拌器进行网格划分，总产生760386个网格，生成后的网格如图1
所示。
图1 T g rid 方式对搅拌器网格划分产生的网格
康志坚通过GAMBIT 还可以对刚刚划分的网格质量进行分析。如图2所示，深蓝的小块表示最好的网格质量,
滚花铜螺母
小块的颜越红表示其质量越差。
图2 网格质量划分
在设置完边界类型后，搅拌器就可以以MSH 格式导入FLU ENT，从而进行分析。
4 FL U EN T 模拟
在FLU EN T 求解器中读入M SH 文件后，因前处理软件所提供的模型及计算域是无单位化的，为实现CFD 所要求的计算域尺寸大小，所以需要在求解器中进行选择单位(如mm 等)。
探空气球在本次模拟中，搅拌器中的液体被简化看成单一的不可压缩的流体。在对不可压缩流体的N-S 方程求解时，采用SIMPLEC 算法解决速度与压力
黑方糖
的耦合问题。搅拌器内的流态为湍流，在计算时采
用RNG J -E 模型。对近壁区域，采用函数法进行处理。
FLU ENT 的动网格模型可以用来模拟由于流域边界运动引起或几何形状随时间变化的流动情况。动网格计算中计算域的变化通常由计算域边界运动或流场中固体区域运动造成。FLU EN T 的动网格技术根据计算中瞬态几何边界位置的变化实现计算区域网格的自动生成。在本次模拟中，应把挡板设置为固定，叶片的边界条件设置为转动。搅拌器中叶片的旋转是通过FLUENT 中动网格模型来模拟的。
在设置完所有的边界条件后，再设置各项收敛残差为10-4
，就可以使用FLUENT 对搅拌器进行模拟。图3和图4分别给出了搅拌器中液体的速度及速度矢量图，从图中可以看出，液体在搅拌器各个方位的速度及速度矢量。
5 结语
介绍了FLUENT 及其前处理软件GAM BIT 进行建模分析的全过程。GAM BIT 作为一款强大的前处理软件可以对搅拌器进行几何建模及网格划分。FLU ENT 通过数值计算对搅拌器中的流体进行分析，其分析结果为搅拌器叶片今后的优化设计提供了一个良好的理论依据。
(栏目主持 杨 军)
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