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空间射流运动模型的网格划分优化

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:纺丝溶液空间射流运动模型用于模拟电动机高速旋转下的纺丝溶液射流运动状态,所以对模型的网格质量的要求较高。纺丝溶液流动区域的网格划分如图6-19所示。空间射流运动模型的网格划分完成后需进行网格质量检查,检查网格质量是否符合仿真需求。

空间射流运动模型的网格划分优化

纺丝溶液空间射流运动模型用于模拟电动机高速旋转下的纺丝溶液射流运动状态,所以对模型的网格质量的要求较高。本次仿真针对射流模型的不同区域在ICEM网格工具中进行结构化网格划分。由于喷嘴处直径较小,为保证喷嘴处的网格划分质量较好,将整体网格的最大网格尺寸设置为0.2 mm。从喷嘴射流的溶液需要被空气域中的网格捕捉到才能获取溶液射流运动轨迹和射流速度,因此空气域的网格精度也必须与喷嘴网格精度一致甚至更高。纺丝溶液流动区域的网格划分如图6-19所示。

将喷嘴旋转区域与远端空气域划分开,采用两个Interface链接,将喷嘴出口与Interface相连,设为旋转区域,而外部较远的空气域设为不主动旋转便于仿真。旋转区域的运动较为复杂,采用非结构网格划分,单独划分方便局部加密,如图6-20所示为旋转区域网格和喷嘴区域网格。

图6-19 纺丝溶液流动区域的网格划分

(www.xing528.com)

图6-20 离心纺丝射流的旋转区域网格与喷嘴区域网格

在纺丝溶液射流过程中,溶液由于受到黏性力的作用在内壁形成黏性底层,因此需要考虑边界层中的黏性力影响。本次仿真中边界层指的是喷嘴内壁附近溶液所受黏性力不可忽略的流动薄层。在边界薄层里的黏性力是主要力,而在边界层外的黏性力的影响较小。在喷嘴的模型中内径只有1 mm,为使仿真较合理边界层设置为2层。

空间射流运动模型的网格划分完成后需进行网格质量检查,检查网格质量是否符合仿真需求。ICEM中有对网格综合质量的度量标准,综合质量越接近1说明网格质量越好。从图6-21可以看出综合网格质量最低为0.36,结构化网格质量较好,完全能够满足本次仿真要求。

图6-21 空间射流运动模型网格质量图

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