利用ANSYS Fluent软件,能够便捷地计算齿轮泵工作过程中的性能参数。本文以内啮合齿轮为例,详细介绍了仿要方法,其他类型如外啮合齿轮泵可据此选择适合的仿真路径。
在齿轮泵的流场仿真计算中,通常会遇到啮合间隙的处理、网格划分以及动网格的设置三大核心问题。
网格划分是流场求解的关键步骤。ANSYS提供了多种网格工具,可根据模型特性和求解需求选择最合适的工具。对于复杂的几何形状,如齿轮泵中的内啮合齿轮,背景网格、齿轮部件网格以及月牙板部件网格的划分需保证重叠区域的网格均匀一致。
在处理动网格时,重叠网格和动网格方法是两种主要处理方式。重叠网格通过背景网格和部件网格的组合,在空间上相互重叠,并通过设置重叠交界面来建立各网格之间的连接关系。而动网格方法则常用于模拟齿轮的旋转运动等动态过程。
在Fluent软件中,需对网格的连接性进行诊断,并保证齿轮在旋转过程中无孤立单元的出现。为提高计算精度,可在间隙处细化网格。2.5D方法是一种常用的动网格计算方法,其网格由2D三角形面网格沿法向拉伸得到,适用于齿轮泵的计算。
在时间步长的选择上,需遵循能解析时间相关特征同时确保求解稳定性的原则。而计算结果的分析则包括截面压力场分布、出口瞬时流量变化等内容。通过压力分布可观察到泵内油压的建立与释放过程,而流量脉动曲线则揭示了齿轮泵流量的周期性变化。
关于泵的容积效率,可通过理论几何排量与实际计算流量的比值得出。在实际操作中,由于模型设置等因素,可能会人为增大啮合间隙,导致仿真计算的容积效率偏低。
通过ANSYS Fluent软件,我们可以有效地解决齿轮泵仿真计算中的各种问题,从而实现对齿轮泵动态流场的准确仿真。