CFD软件的设计优化

n纺纱Stokes方程的空间离散性通过一未知量加上2 个紊流模型的方程,2程序设计优化张网格将流动区域分割成- -一个个再乘以51 600个节点,结果就是的单元。大部分的CFD软件包含-个980万的巨大方程组。借助Ansys CFX软件并以纱.一个网格化模块, 用于产生四面体下一步要设定边界条件。负线断头负压吸管为例子,对程序的和简单的六面体网格。本文案例压吸管壁的速率为0 , EliTube管壁方法进行了解释。图1为带EliTe中采用专门的Ansys ICEM CFD软和EliTe上罗拉的速率为0.3 m/s,集聚系统的牵伸系统,负压吸管位件产生了复杂的六面体网格。一其相应的运输速率是18 m/min。于EliTe集聚系统的下方,用字母般来说，当单元格数量相同时,六在计算流域的边界设定-开放条“S"表示，白色标记的框架表示用面体网格运算结果比四面体运算件,使流体能流进流出。此外,在于计算的区域。牵伸系统的CAD结果好。主体表面的流体速率总负压吸管的末端设定了800 Pa的模型:是本过程的基础。首先在被是0,负压吸管内部的流体速率在静态负压。所有的设置意味着流研究区域的周围创建一个足够大离管 壁0.28 mm的地方增加到约，向可以是流域内的任一方向, 同时的空间，因为要模拟气流,所以负40 m/so管壁摩擦力不能忽略,因也会是CFD软件的计算结果之一。压吸管的几何结构和牵伸系统中为在负 压吸管表面有着高速率梯由980万个方程组成的巨大罗拉的几何结构是排除在外的。度,几何结构壁上有多层单元薄方程组无法直接求解,必须依靠运用对称条件,故只需要模型的一层。图2展示了Suessen负压吸管CFD软件和算法中的迭代方法,通半。程序在减少一半单元的情况用于计算 的流体网格。流域上部过求解出软件的参数设置来求解下不会影响其准确性。Navier-的腔体代表EliTube 和EliTe.上罗方法,并对过程加以控制,但这些拉。离散点称内容都超出了本文讨论的范围。为节点,位于每图2中的一个小模型如果用单个个单元的角落。处理器的话,计算时间为2.5 h。图2的网格包当然，现今的电脑有多个处理器,括490000个单计算内容可被分成多部分,利用多元和51 600 个个处理器并行计算。如果使用4个节点。上面提处理器，则计算时间会缩短到到的方程组必52 min。.须对每一个节点都进行求解。3评价17个方程的17个Navier Stokes现在的CFD软件能提供可视图1带EIiTe集聚系统的牵伸系统图2 流域的空间分割:网格s油意的法出刑曲线中国煤化工MYHCNMH G-1国际纺织导报2014年第9期.=纺纱图4 5 μm粒子的流动轨迹图525μm粒子的流动轨迹化的计算结果,办、应力、压强、焓、吸力带走; 另一-方面,负压吸管中不同。图5是直径为25 μm的粒熵、温度及热通量都可以可视化，的黏性粒子体应该被控制,如果被子的流动轨迹,粒子和吸管间有接甚至一些紊流量(如螺旋度、涡流包裹的黏性粒子的冲击角过大,则触,但冲击角可以忽略。强度、漩涡等)也是如此。图3为包裹物被冲开 ,黏性粒子就会沉淀总之,在CFD软件的帮助下，纯空气流,从流线型曲线可以看在负压管壁上。由空气运送的纤不同的设计行为都能当成设计过到,空气流从选定的散点开始,不维可能附着在黏性粒子上,因此建程的一部分来进行研究,在第一 个同颜色表示不同的空气流速。在议避免产生过大的冲击角。CFI标准件生产出来之前，流体相关部计算的流域边界处空气流速几乎软件模拟可 用于优化几何模型的分的系统优化可以不断完善。因为零,而在负压吸管内则达到了参数, 研究-系列设计变量,并选此,该模拟证明, Suessen有快速满40 m/s。-旦有纱线断头被吸入，择最优的设计。 图4是直径为足市场要求的能力。就会被空气带走,过程非常有意5 μm的小粒子的流动轨迹，其粒思。一方面,原棉中的废弃物或灰子的运动与气流的运动大体相同。肖伟民译颜雪校尘粒子不能飘到机器外面,而应被但粒子的行为会 随直径的增加而Design optimization by means of CFDPeter Blankenhorn, Wilhelm Stahlecker GmbH, Supen/GermanyAbstract: In textile machinery as well as in industry as a whole , the use of computational fuid dynamics (CFD) hasan ever increasing relevance. On the one hand, the development of computer technology provides processingpower engineers could only have dreamed of a few years ago. On the other hand, this enables an immediatereaction to the rapidly changing requirements of the market. A design opimization by simulation is considerablyfaster than the traditional procedure by mechanical trials. Spindlfabrik Suessen GmbH, Sissen/Germany,therefore uses CFD for the design and the optimization of flow -related components. In the present article,the theory , procedure and evaluation of CFD calculation will be explained by means of a yam break suctiontube of a ring spinning machine with Suessen EliTe condensing system.Keywords: CFD, suction tube，optimization中国煤化工MYHCNMH G22国际纺织导报2014年第9期.