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[公告] 《叶片泵设计数值模拟基础与应用》即将由机械工业出版社出版 [复制链接]

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发表于 2015-8-5 15:09:48 |显示全部楼层
& p- w& I2 U1 ~' ?
叶片泵设计数值模拟基础与应用

' V$ q3 C1 F9 M5 ?4 [  {——三维造型、网格划分和ANSYS CFX计算实例
2 T1 u7 B6 ]* X6 I+ a/ F江苏大学 张德胜 张启华 施卫东 编著
5 G2 T1 M' |) b
2 F' a+ A5 n7 ?& D7 J# p0 D内容简介( R: }% J  j+ s  O

3 j2 ?5 I1 m7 ]7 W4 h! t' a# S- a  本书围绕进行叶片泵数值模拟必须进行的三个步骤:三维造型、网格划分和计算流体动力学(CFD)计算,运用大量图片和案例,提供了实战性强的泵CFD模拟方法,为叶片泵水力设计和CFD优化提供了设计平台。
) u' _8 c8 V$ s' M
6 n! r* `# ~) Y9 L" ]9 |' A, E  由于叶片泵内部叶轮、蜗壳等水力部件是空间三维扭曲的,且泵内部流体运动复杂,传统的性能预测方法较难准确预测泵的水力性能。在实际叶片泵产品研制过程中,若要验证设计的性能,通常要制造样机进行真机试验才能获得各项叶片泵的性能参数,成本高、周期长,严重制约了水泵产品的技术发展。近年来,随着计算机仿真技术飞速发展,计算机辅助设计和计算流体力学为分析叶片泵内部的流动以及叶片泵的优化设计提供了新的思路和方法。在此背景下,高等院校本科生、研究生和企业工程师可快速通过本书,学习离心泵叶轮、轴流泵叶轮、蜗壳、径向导叶和空间导叶等水力部件的三维造型方法、网格划分方法、流固耦合和CFD二次开发技术,掌握计算流体动力学(CFD)的基本原理,熟练使用计算流体动力学ANSYS CFX软件平台,解决叶片泵数值模拟中的三维造型、网格划分和数值模拟中的难点和关键操作步骤。& y+ X5 b( h, ?, m

% t! ~+ e# T2 |7 t% F  本书围绕对不同类型的叶片泵进行计算流体力学数值模拟这一主题,内容覆盖面广、图文并茂、语言通俗。首先简要介绍了计算流体力学基础知识,供读者掌握CFD基本原理;然后,基于Siemens公司的三维建模软件Unigraphics详细向读者介绍圆柱形离心泵叶轮、扭曲离心泵叶轮、双流道叶轮、斜流泵叶轮、轴流泵叶轮、蜗壳、径向导叶、空间导叶等三维建模技术;最后,基于ANSYS-ICEM软件介绍网格划分技术,基于ANSYS-CFX介绍计算流体动力学CFD数值模拟、流固耦合模拟、CFX二次开发等技术。全文内容深入浅出,理论和实践相结合,侧重软件的操作和使用,操作和实用性强,读者可在较短时间内掌握CFD这一新兴技术,应用于叶片泵的性能预测和工程优化设计。& l, {0 v) D" ^6 j) A$ l/ Z4 m

( E7 i# U5 \1 U& c  本书适合流体机械专业的本科生、硕博研究生,水泵行业的工程技术人员阅读使用和参考。作者希望本书的出版,可推动我国工程界技术人员尽快掌握CFD技术,并应用于泵行业工程实践中,推动我国水泵行业设计技术的发展和创新。5 B1 ?6 O8 n' E/ T/ Q  e
% e$ K+ i* \  G7 ^! Q
张德胜 于江苏大学
4 c# S0 F. @) m" v5 F' M1 ^2015年8月4 t6 r& y+ I( c
* L1 ?5 q8 D, U; X
《叶片泵设计数值模拟基础与应用——三维造型、网格划分和CFX计算实例》
1 M& W4 U( D# i6 P; ]9 r7 x
, w- Y" U; L# Q' ~0 x- p' P( x8 l目  录
& O9 U! h0 X, S7 m& U( Y2 t" H& v- @7 k* ^# c
第1章 泵数值模拟基础知识- a) O6 M& x7 q5 ^
1.1泵数值方法简介0 b& Q' K) |  e, @) v
1.1.1网格生成9 G1 ?7 T/ y+ l2 W. _
1.1.2网格划分工具
4 J* K) u. [! w9 M; \: U1.1.3 数值计算方法概述# G! g0 f0 M- i
1.2有限体积法4 r/ B" w* l6 }8 `  E, \
1.2.1 通用对流扩散方程的有限体积离散$ j# ]( J% A) H( d9 h
1.2.2流场求解的SIMPLE算法6 V% F& ^$ w) @% h' a: Q
1.2.3 交错网格离散法
- D' `6 H6 H8 y# Q& H: H1.2.4 SIMPLE改进算法介绍
& M$ Q2 r% m. |. [$ ?1.2.5 非正交同位网格有限体积法
; S6 W2 z. H: v1.2.6 商业求解器介绍
( D) M6 j/ n, J6 N5 j1.2.7后处理
( |0 D/ `3 z. v- d) r( q+ ]6 T1.3 湍流发展引述
% R9 Z$ d; \5 g4 q5 J0 g( F+ v  1.3.1 湍流的概要介绍/ H/ @1 t8 C* S3 r  i
1.3.2 常用的湍流模型2 ]9 I( q7 N3 d) {' {9 Q2 F
1.3.3 空化模型
4 r+ X) v1 z6 u1.3.4 泵CFD概况; Q6 b5 k; V9 [1 u
8 f) r0 D) K8 B5 ~' j5 k
第2章 水力部件三维造型方法
+ X6 I5 r% S: s; r, i: f" `2.1 圆柱形叶片三维造型) y3 _* x: R" O  Z' d) P0 z# x
2.1.1 新建NX文件' l/ B- l- u) `. R' A
2.1.2 导入叶片型线( @0 Z) ]. B/ Y. X; g" H
2.1.3 绘制补充图        1 e& \% T, W9 r' B4 n
2.1.4 创建叶片实体+ r6 ~& ]! p5 p
2.2 扭曲叶片三维造型
  t5 m9 ~  p. u% Q' [2 y* S2 G2.2.1 录入轴面流道型线
/ p8 {; @1 w: Q. k. p2.2.2 新建NX文件
: R1 B* _5 _( }( S6 r3 B2.2.3  AutoCAD文件导入工作面和背面的型线: Q8 e! k6 X2 {
2.2.4 进行扭曲叶片工作面与背面轴面截线的绘制
- X6 _* B6 R2 |) e2.2.5 叶片工作面和背面的绘制
7 L( q& q9 K" L; O5 A% Z- B2.2.6 叶片各曲面绘制
" M5 g* d, v7 ^2.6.7 叶片实体化& F6 y8 T) W. r
2.6.8 阵列叶片
- w* |3 D" i8 D2.2.9 回转轴面投影图
3 Z; k9 i. M$ U5 I/ B+ L1 y8 j2.2.10 求交
3 j, H2 E: ^+ O# L! F+ x! h8 o2.2.11 完成模型的设计,保存文件
9 {* `, P: b" z1 J- M! X2 K2.3 双流道泵叶轮三维造型
9 \# @; [* o  D6 w# [' n0 a2.3.1 新建NX文件7 F1 e5 f% m2 z. Z$ ~2 R
2.3.2 绘制空间流道中线
0 O" m, I! p8 w2 g5 {. }2.3.3确定流道中线上各个分点
; Z  }" E) L& n% i1 ?) }* K3 d2.3.4 流道中线各个分点处作流道截面; U3 u. ^! O! H6 Y& E
2.3.5 绘制流道
8 v+ j( o0 M& T9 S  e! {7 ~- B" H0 i2.3.6 绘制叶轮
: J4 x+ A6 T8 f  ?! y& H- _2.4 混流泵叶轮三维造型& K- _& I  K1 P$ j& N2 q  I
2.4.1 新建NX文件5 }+ Q5 |! w: D4 y  o0 h+ _" ?
2.4.2 导入叶片表面曲线特征0 V- Y3 p, a1 U8 {- g
2.4.3 创建叶片曲面特征) @9 O6 ?$ v6 |6 W7 i
2.4.4 创建叶轮实体特征$ w2 o2 y0 V! i% g0 t7 A' V
2.5 轴流泵叶轮三维造型
/ v% p$ O5 {! |- p0 C- o" x2.5.1 理解二维图' h' n# ^, S* W
2.5.2用数据文件建立叶片工作面曲线/ T. T( @& B  V% P1 z
2.5.3 新建NX文件* U+ {4 z# P' ?" {# R7 J- Y
2.5.4  导入叶片表面曲线特征, j+ k. h6 \& k: a% X" q0 o
2.5.5 创建叶片曲面特征
* z/ ]. Q  t8 Q' ]. }+ U2.5.6 创建叶轮实体特征$ o% `) Q, y3 g3 a+ h
2.6 蜗壳三维造型
& {, l( s8 b) A+ C# ]5 r2.6.1 新建NX文件
- J: j( U& c! e- H9 O) D# e# l2.6.2断面及基圆绘制3 \6 l( j5 c9 W& {4 M5 V9 ]
2.6.3 扫掠各截面) w6 S- j) L( j: C( h* \; t0 @) r
2.6.4 导入蜗壳平面外形图3 N( e3 ^" H! k9 P" G
2.6.5 压水室绘制' @1 l$ F/ Q/ x/ \4 q8 U
2.7 径向导叶三维造型* R: E2 |# s' \: [
2.7.1 新建NX文件, P, R! d/ H( m2 k" T
2.7.2 绘制正反导叶2 Q- d$ F& k! E7 Z- r+ ~; w
2.7.3 对导叶隔舌进行造型( K# B  B1 i: Q0 D) J; |% m
2.7.4 绘制前后肋板
9 j4 `2 H; B  n% n# C0 p( i" ]2.8 空间导叶三维造型
7 V9 T; j- h; }1 \$ v2.8.1新建NX文件
3 e5 D" V* R5 i+ x2.8.2 导入叶片表面曲线特征5 x1 @% c3 C4 l! H( N
2.8.3 创建叶片曲面特征
2 X5 e- K4 `. w3 O3 p2.8.4创建导叶实体特征; V0 a7 @+ m( ]6 T: @5 W
2.9流道式导叶
' c. {$ F9 j# Z$ z$ H2.10.1 理解二维图
6 a+ b; g" C( m: F9 n3 E* E2 U2.10.2 新建NX文件  W. C4 p7 g) U: K  T- h
2.10.3 导入叶片表面曲线特征+ w$ h6 E! s9 z9 m
2.10.4叶片曲面特征的创建
; U# e3 J" z; b! u/ K2.10.5 创建导叶实体特征
$ I( c- y. v- ^, N- E2.10 CFD计算物理模型建立7 q; F  T( f  C, @( q' r
2.11.1 轴流泵水体生成( v) s1 l! g7 M+ A: C
2.11.2 离心泵水体处理
/ x% T; p( w3 T( ^第3章 水力部件网格划分
7 i# R5 U" p& x; K1 k( ]4 C3.1  ANSYS ICEM网格划分操作! U2 @. ?0 u" c0 D
3.1.1 总体概况
1 z  V/ e! W/ _" W+ `. ^3.1.2 几何标签栏介绍
2 E0 C& m0 P9 F5 F% V" A3.1.3 网格标签栏介绍! W8 b( }- V8 Y8 L2 h1 s0 {
3.1.4 块标签栏介绍
5 l) ]6 U: t. A( I3.1.5 导出网格标签栏介绍3 |4 l$ Z, `, @0 g( V
3.1.6 网格划分演练$ T( \# y, I  Y9 Z
3.2 离心泵叶轮网格划分
" x2 H: g, s7 t, B3.2.1 几何模型
0 a% j: c0 o: @3 X9 z# |- [/ `3.2.2 叶轮网格划分
/ H' [; c" ~; n7 c% S3.3 混流泵叶轮网格划分
8 Z, ~) ?. B7 d  ?5 {( L8 k3.3.1 几何模型+ j; H% V' t! n7 h
3.3.2 叶轮网格划分8 W  i9 T8 j) k) G- K  z3 Y
3.4 轴流泵叶轮网格划分1 g4 J: {: ^6 c1 ~, r5 X
3.4.1 几何模型
/ }: k, ?6 S8 }: r3.4.2 叶轮网格划分3 I" j9 I/ l3 `- r" Y
3.5 蜗壳网格划分
% g! J- Z( [, R/ w% _. W2 t! Y3.5.1 几何模型# R9 r; W& F& C: Z9 Z5 q5 D; g
3.5.2 蜗壳网格划分
- V9 n. L* b/ t" k4 B3.6 空间导叶网格划分
; q" K+ \% |# z" u3.6.1 几何模型9 j- U% f, ^! \  [! L+ s5 ?
3.6.2 导叶网格划分5 z. k/ m/ J( [" O9 A0 Y' f

/ x* ^, B" G) |3 v4 @- d第4章 典型叶片泵数值模拟实例& z) i; K" A* b, ?
4.1 ANSYS CFX软件操作5 F) _7 J/ H- Q& X: X2 p
4.1.1 前处理
9 v& h7 }7 C# N% L7 m# a4.1.2 后处理简单举例
1 L! z$ e; E1 A" H* B4.2离心泵定常和非定常数值模拟1 K; H4 ~+ c) s2 F! g2 G. Y" t
4.2.1 CFX的设置及计算2 z& R8 g2 K. m$ Z; |* k
4.2.2 查看收敛情况0 j! J9 j+ R. h, l! G4 m
4.2.3 非定常计算/ J+ J; F$ w: [" E2 A( i9 z0 k8 q
4.2.4 查看收敛情况
2 y& s. M5 ]2 P* m- P; Z4.2.5 后处理
9 Y# A, |0 l4 F# ]# s4.3 多级离心泵数值模拟2 c+ S. F! v6 m
4.3.1多级泵的整体结构2 S6 s4 ^: o5 S7 v! G4 f
4.3.2 CFX的前处理; q  c+ g+ Q/ K
4.3.3 CFX的后处理
" m$ q$ k0 f$ W# ~4.4污水泵固液两相流数值模拟/ @5 G- i4 T; r" o
4.4.1 CFX的前处理" W5 `$ l( R( N( d) k7 N
4.4.2 CFX的后处理
/ i' d9 B7 C* L  p8 j4 L2 S4.5 混流泵数值模拟
% K9 Y6 ^7 o: h+ e; X+ x2 ^4.5.1 CFX的前处理
% k5 F7 j/ U  ]4.5.2 CFX的后处理/ I3 W; q& m5 `9 e3 g
4.6 轴流泵汽蚀定常和非定常数值模拟* f- z, Q' g( ~8 Z; g* ~8 h3 \
4.7.1 空化的定常模拟
. `5 y: d5 q! f- i4.7.2 空化的非定常模拟$ \( Y# z! p7 x! ^3 J
- s, F1 R; Q! V' P# \
第5章 叶片泵流固耦合数值模拟实例
2 {; q/ y0 T4 x  H5.1 流固耦合方法          n7 R, W# H' u: v/ m% F
5.2 单向流固耦合数值模拟
$ \3 ~% }  B" g. X5.2.1 新建文件
- A+ ~. m4 J1 Z+ M8 ?5.2.2 流体域几何模型的处理及网格划分7 ?' j& ]- d6 B9 v
5.2.3 流体域前处理及求解) K9 F! @+ V& g6 S6 V
5.2.4 固体域的处理
7 o# A( {- |2 D& w* U$ D0 h5.3 双向流固耦合数值模拟! A2 D' ?: M- n3 [7 v( @/ z
5.3.1新建文件夹: E/ V5 K$ I! {. `2 z, @5 J
5.3.2 固体域的设置
/ k+ ]5 E" {3 f  F+ V5.3.3 流体域设置& f/ p/ Z7 b+ Y) t( d8 V
5.3.4 求解! Z6 x) o+ {" `/ t# \* a- ?/ Z$ {
5.4 基于单向流固耦合的转子部件的模态分析
) y* u4 B! m5 D$ T  g5.4.1模态分析4 ?1 W( B& O7 \. D1 w+ U( o3 i
5.4.2湿模态分析; g. K! L. [$ h# I, ]

; I7 r1 n! `1 ^* c! i- L( ~第6章 CFX二次开发及叶片泵实例
( h& y2 a! s& i1 p6.1  CCL语法
; n+ L$ W/ l1 Q- d0 A7 n- q6.1.1 基本术语
( D7 E0 |0 H# O- R8 `- D  L6.1.2数据结构
7 I) E/ E  \! k4 e) Z" m6.1.3简单的语法! X% Y: ~, u  \" j: Z! \  m, V" p
6.2  CFX表达式语言
  M; z$ ~/ C; }) b0 m  Y8 U' Z6.2.1 CEL基础
% E6 l  K; o. F& |4 o6.2.2 CEL操作符,常数及表达式0 z" K8 ?% v' w% T  s; y' H
6.2.3 CEL例子  x0 u4 I4 G+ c( Q) M% P* m5 d
6.3  ANSYS CFX中的函数; O% n/ ]( N1 j- s' e  f
6.3.1 CEL数学函数$ S5 {$ ?! o& D3 J  m: R
6.3.2 定量化的CEL函数) P/ |9 Z4 l5 [% [: t8 h8 H
6.3.3 含有坐标系的函数
% ]$ G) O  N. a6.3.4定量函数列表
3 U1 F- G* W# S0 J2 k6.4  ANSYS CFX中的变量. E9 t; z7 r. r8 e7 ?- t
6.4.1 大多数CFD计算中的相关通用变量# t9 j8 M9 C, A# |. l7 \: J, V1 k
6.4.2 有关总焓、温度和压力的变量# }7 t9 W1 @5 m4 l
6.4.3 在CEL中可用的变量以及预定义表达式
) z2 Y- @7 t3 v; I1 a: y8 S6.4.4 系统变量前缀   H3 i4 O) N- C3 T8 e4 C. m
6.4.5 表格符号说明
2 h: H0 P+ g: j' q6.5  Power Syntax! X* t3 v1 p, ~/ @) i
6.5.1 基本语法
- u6 U8 a- Y$ r& }" m: k! b! }6.5.2 子路径的执行7 V* B$ v3 v6 ^+ T1 g& B* L
6.6  叶片泵实例
( P  D) c4 j$ [: }- V3 A6.6.1  CFX Launcher中添加图标
/ _6 x& L* Y  w8 T) P) E6.6.2扬程监测
6 e" I& @, P. k$ G" N6.6.3必需汽蚀余量
0 E4 E$ p( G( }$ b: w6.6.4自定义边界条件
, A, |4 ?$ b: w& m, a) w6.6.5湍流模型可压缩修正: \2 q( C9 `' @. `' F, a# y- A  n
6.6.6 空化模型可压缩修正
. K5 c' U8 V& H8 _( L" h/ k6.6.7 图片批量截取# K, r# g5 O) w$ \) e
* j( m# H- b) W3 A, D7 ?* d
泵技术合作:高效水力模型(离心泵、混流泵、轴流泵全系列)、泵系统节能改造、CFD计算、泵站选型及装置试验、试验台设计与测控(含测试软件)、各种常规泵和特种泵图纸及快速设计开发等。  工作单位:江苏大学流体中心1502室,TEL:0511-88799566,13236384966 张德胜 博士

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希望快快出版····好好学习学习下这方面的内容

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江苏大学能不能开关CFD的培训班啊。ansys,是哪个版本的。UG用UG4.0可以吗。AUTOCAD用哪个版本的?

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我已买到书 讲解很详细

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发表于 2016-4-27 20:27:36 |显示全部楼层
书中用到的叶片型线的数据,不知道是否是涉密的原因没有提供,新手很难跟着该书去学习。
! N. v. p7 z( ~% x& Y: r9 c美中不足!

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Archiver|手机版|张德胜教授团队|江苏大学泵技术合作|中国泵技术网 ( 苏ICP备11034591号-1 )

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