一套PumpLinx泵阀仿真分析攻略

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作者：叶老师，仿真秀专栏作者

导读：相信很多CFDer初次接触CFD这个专业名词应该是在美好的大学时代，那时觉得Gambit、ICEM、CFX、Fluent神一样的存在着，工作多年，我一直在寻找一款合适的容积泵与阀门流体仿真分析软件，直到我遇到了PumpLinx。和大名鼎鼎的Fluent等传统的流体仿真分析软件相比，PumpLinx进入中国市场稍晚些，功能也不如传统的流体仿真分析软件全面，但是，在容积泵与阀门的流体仿真分析领域，PumpLinx的技术优势可以说是排他的，很高兴利用接下来的时间和大家一起探讨交流。

一、初识PumpLinx

我是从事容积泵与阀门仿真分析工作的，工作以来，我先后接触过多款流体分析软件，如Fluent、CFX、Star CCM+等，这些软件有各自擅长的领域，但是在容积泵及阀门领域能力稍显羸弱（个人观点不喜勿喷）。直到14年左右，一位朋友想我推荐了PumpLinx，其实说实话，那个时候只是抱着试试看的态度，对其也没有特别期待，当时我使用外齿轮泵为例进行的测试，没想到结果完全出乎意料，从模型导入到最终提取结果，我只用了一周不到的时间，要知道这对于初学者来说，完全是质的飞越。

那个时候网上关于PumpLinx的功能介绍及操作视频很少，软件的帮助文档写的又很烂（不是故意黑PumpLinx,是真的很烂），不过还好有仿真分析的基础，基本操作流程都是类似的，所以学起来并不是很吃力，大约花费了几个月的时间，我完成了软件安装路径下的所有容积泵和阀门案例的仿真分析，现在回过头来看，真的很感谢那位朋友介绍PumpLinx给我认识。

二、容积泵和阀门数值模拟的王者-PumpLinx

截止现在，我接触这款软件也有5年的时间了，这5年可以说是我和软件共同成长的5年，借助软件，我完成了很多重大项目的仿真分析，对于软件的使用也有了更新的认识，软件也市场的洪流中也在不断的成长。接下来，大家跟着我的思路一起来认识容积泵和阀门数值模拟的王者-PumpLinx。

1、界面特征-整洁、易学易用

容积泵和阀门数值模拟的王者-PumpLinx，它集前处理、求解以及后处理于一身，不需要多款软件之间传递数据，提高仿真分析效率，且软件界面整洁，条例清晰，易学易用。

2、先进的泵阀网格生成模板

从事容积泵和阀门仿真分析的工程师都知道，最难的莫过于对容积泵和阀门的运动部件进行网格划分及动网格设置。以外齿轮泵为例，如果利用传统的仿真分析软件进行转子部件的动网格设置，编写UDF是必不可少的，即使经验丰富的工程师也不敢保证能够短时间内完成动网格设置。但是PumpLinx可以，利用专业的齿轮泵网格生成模板，成功率几乎为100%，不但可以实现常规的转子部件的动网格设置，还可以考虑端面间隙及侧向间隙，间隙厚度可以是微米级别的。

3、强大的后处理功能

PumpLinx因仿真分析模型不同会输出不同的后处理结果，如体积流量、转子功率、监测点压力脉动等，在计算中和计算后，可实时查看云图结果，如压力云图、速度云图、空化云图等，同时，可快速生成动画，动画格式为.gif，方便插入ppt进行工作汇报。

三、外啮合齿轮泵仿真分析案例

1、几何模型

下图为外啮合齿轮泵流体域模型，包括进口域，转子区以及出口域。值得注意的是，PumpLinx本身不具备抽取流体域功能，且只接受STL格式的文件，因此，需要在其他CAD软件中将流体域抽取并分区。

流体域模型

2、前处理

前处理主要包括边界切分、网格划分、边界条件定义以及介质属性定义等工作，对于进出口域可以采用笛卡尔技术进行网格划分，对于转子区域，由于齿轮泵为典型的容积泵，在工作过程中存在着转子的啮合与分离过程，因此需要构建高质量结构化网格并设置动网格，最终网格数量为91045。下面给出部分设置过程。

网格结果

3、求解及后处理

PumpLinx自带齿轮泵设置模板，只需设置转子转动中心、齿数以及转速等基本参数即可进行求解，求解器是在传统求解器的基础上进行了二次优化，兼顾求解速度和求解精度。历时一个半小时即完成了转子三周的仿真分析。部分计算结果如下所示。

进出口质量守恒

出口体积流量

压力云图

空化云图

四、我的学习心得体会

固化仿真分析流程

多年的仿真分析经历，使我总结出一套适合自己的仿真分析流程并将其进行固化，我称其为9步走，将其分享给大家：

第一步：模型导入
第二步：尺寸查看
第三步：几何切分
第四步：网格划分
第五步：创建交互面
第六步：选择物理模型并定义
第七步：边界条件及介质属性定义；
第八步：求解；
第九步：后处理

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