设置变形运动和边界条件

使用变形实现摆线泵壁面运动。

为避免小间隙中的网格单元发生极端变形,可指定区域泵流体内壁约束变形边界,以沿内部几何部件壁面滑动。

通过为节点提供滑动自由度,将出现与强制执行刚性位移相比强度较小的变形网格单元。对于具有小间隙的变形应用,此做法有利于几个时间步内的变形,不会出现负网格单元。

通常,变形过程必须在没有负网格单元的情况下至少成功执行 2-3 个时间步,否则网格重构求解器将激活恒定网格重构而不提高网格质量。

建议对没有锐边的表面使用约束方法。否则,在旋转过程中无法正确表示曲面。

下图说明了变形概念:



有关变形边界条件的更多详细信息,请参见变形边界条件参考

  1. 创建变形运动:
    1. 右键单击工具 > 运动节点,并选择新建 > 变形
      使用默认的变形方法BSpline
    2. 选择变形 > BSpline 参数节点,然后激活{46}线性拟合{49}。
      有关更多详细信息,请参见线性拟合
  2. 将变形运动分配给区域泵流体
    1. 选择区域 > 泵流体 > 物理值 > 运动指定节点,然后将运动设为变形
  3. 将外壁设为位移变形边界;此边界将成为变形过程的导向面。设置此边界条件:
    1. 选择区域 > 泵流体 > 边界 > 外壁 > 物理条件 > 变形指定,然后将指定设为位移
      默认变形位移指定增量变形增量线性位移[0.0,0.0,0.0] m
    2. 要分配指定位移的旋转运动,选择物理值 > 变形刚体边界运动,并将刚体运动设为 Rotation_outer


  4. 将内壁设为约束变形边界(变形过程的滑动面)。设置此边界条件:
    1. 选择区域 > 泵流体 > 边界 > 内壁 > 物理条件 > 变形指定节点,并将指定设为约束
    2. 选择物理条件 > 变形约束条件指定节点,并将约束设为部件表面
    3. 要指定部件表面,选物理值 > 部件表面节点,并将内壁添加至部件表面
    4. 要确保分配的部件表面正确移动,选择物理值 > 变形刚性边界运动节点,然后将刚性运动设为 Rotation_inner
    5. 由于边界节点可以在部件表面自由移动,因此选择物理条件 > 参考坐标系指定节点,然后将选项设为局部参考坐标系
      此选项允许边界具有自身的旋转坐标系属性。
    6. 物理值 > 边界参考坐标系指定节点中,将参考坐标系设为 ReferenceFrame for Rotation_inner
  5. 区域泵流体的所有其他边界也设为使用变形约束边界条件,但具有边界平面约束而不是部件表面边界平面约束意味着节点只能在边界平面中移动。设置此边界条件:
    1. 多选边界外部.底部外部.顶部外部.顶部[入口/泵流体]外部.顶部[出口/泵流体],右键单击并选择编辑
    2. 多个对象对话框中,选择物理条件 > 变形指定节点,并将指定设为约束
      默认变形约束指定类型为边界平面
    使用边界平面约束时,变形将使用最小二乘拟合,根据边界表面上的节点计算引导平面。要确保计算的引导平面与部件表面清楚地相交,之前已按垂直于边界平面的方向延伸表面 Inner.bottomInner.top
在区域泵流体中,边界外部.底部外部.顶部在真实情况下不会移动边界。因此,需要设置其参考坐标系指定以遵循基准参考坐标系。
  1. 多选外部.底部外部.顶部,单击两者之一,然后选择编辑
  2. 在“多个对象”对话框中,选择物理条件 > 参考坐标系指定节点,并将操作设为基准坐标系