【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及活塞泵设计仿真。更具体地说，本专利技术涉及一种滚动活塞泵cfd网格高效生成方法。
技术介绍
1、传统油气混输泵往往因自身结构缺陷，无法满足复杂多变的现场工况，普遍存在长期工作稳定性差、故障率高等问题，阻碍了国内油气勘探开发进程，新型泵头结构探索受到广泛关注。其中由滚动转子压缩机本体发展而来的滚动活塞混输泵目前在单井应用中取得良好效果。然而在其系列化研制开发和型谱规划设计过程中，必需辅以大量cfd仿真工作针对泵头缸径、偏心距、活塞与缸体间隙等关键结构参数开展变参数研究，才能完成泵头性能验证。此时，作为cfd建模的前处理，高效的泵头网格生成方法，有助于快速推进产品研发速度、掌握泵头优化设计技术。
2、滚动转子混输泵运转过程中，月牙形工作腔的空间大小和位置发生周期性变化，故在cfd仿真过程中其流体域网格实时更新，现有网格生成技术主要针对如何匹配动网格更新进行展开，主要形成了两种网格生成方法：
3、(1)基于弹簧光顺(spring-based smoothing)动网格更新技术，工作腔网格利用结构网格进行划分，与之匹配的外围网格则采用四面体非结构网格。
4、(2)基于局部重构(local remeshing)动网格更新技术，工作腔网格及其外围网格均采用四面体非结构网格。
5、一方面，基于网格重构的cfd网格自身数量过大，而在基于弹簧光顺的cfd网格中，其外围四面体网格数量同样偏多，对仿真时效造成了巨大挑战。另一方面，现有技术仅适于定参数泵头结构，批量化网格生成技术则十分匮乏，
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
2、本专利技术还有一个目的是提供一种滚动活塞泵cfd网格高效生成方法，以解决现有技术对滚动活塞泵cfd网格生成效率低的技术问题。
3、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种滚动活塞泵cfd网格高效生成方法，包括如下步骤：
4、s1、以缸径、泵头偏心距、转子与缸体的最小间隙及转子初始角位移作为可编辑对象，建立月牙形工作腔的轴向截面二维模型；
5、s2、利用轴向截面二维模型依次创建月牙形工作腔的二维网格和三维网格，创建三维网络时，以泵头单缸长度和缸体数量为可编辑变量，最终生成泵头工作腔三维体网格；
6、s3、对缸体进出口流道进行多面体网格划分，并调整缸体进出口流道在与泵头工作腔交界面处的网格尺度，以实现交界处网格尺度的平稳过渡，最终生成外围多面体网格；
7、s4、将泵头工作腔三维体网格与外围多面体网格进行网格装配，构成全局体网格，完成滚动活塞泵cfd网格生成工作。
8、优选的是，在步骤s1中，利用spaceclaim软件，基于软件脚本建模，通过录制和编写脚本文件，以缸径、泵头偏心距、转子与缸体的最小间隙及转子初始角位移作为可编辑对象，进行仿真模型参数化建模、批量几何构建，完成月牙形工作腔轴向截面二维模型的绘制，并生成二维几何文件。
9、优选的是，在步骤s2中，将spaceclaim软件生成的二维几何文件导入icem cfd软件中，利用icem cfd软件依次完成二维和三维网格的创建，获得泵头工作腔三维体网格，并生成对应的泵头工作腔三维mesh文件。
10、优选的是，在二维网格的创建过程中，通过编写rpl脚本文件，依次实现二维几何沿周向均匀分布point的创建及对应二维block的周向分割，并对各网格节点按序进行关联，完成二维o型结构面网格的自动化划分。
11、优选的是，在三维网格的创建过程中，通过编写rpl脚本文件，以泵头单缸长度和缸体数量为可编辑变量，控制二维网格轴向拉伸长度和复制数量，实现泵头工作腔三维体结构网格的参数化自动创建。
12、优选的是，在步骤s3中，利用fluent meshing软件对缸体进出口流道进行多面体网格划分，并输出为外围多面体三维mesh文件。
13、优选的是，在步骤s4中，利用fluent软件，将泵头工作腔三维mesh文件与外围多面体三维mesh文件导入fluent软件，完成网格装配。
14、优选的是，二维几何沿周向均匀分布point的数量需满足周向间隔角度小于1°。
15、本专利技术至少包括以下有益效果：
16、(1)本专利技术的滚动活塞泵cfd网格高效生成方法将滚动活塞泵在结构上划分为泵头工作腔及外围流体域，对泵头工作腔与外围流体域依次处理生成对应的网格，最后进行装配形成滚动活塞泵的全局网格，网格质量高，数量可控，有效保证了cfd数值仿真的收敛性、稳定性和正确性，有助于快速推进产品研发速度、掌握泵头优化设计技术，且不受具体数值模型的影响，广泛适用于各类滚动转子类流体机械和工程机械的cfd仿真前处理，对机械结构无限制，如泵、压缩机、膨胀机、发动机等。
17、(2)本专利技术基于spaceclaim软件的脚本建模功能，实现了缸径、偏心距、转子与缸体最小间隙、转子初始角位移四大关键因子的参数化建模，利用icem cfd软件的rpl脚本文件，以缸体长度、缸体数量等两大关键因子为可变参数实现了三维结构体网格参数化生成，为泵头性能变参数研究过程中的批量网格生成带来了极大方便。
18、(3)本专利技术在二维o型结构网格生成过程中，实现了曲线节点自动生成、block自动切分及其顶点的自动关联，既避免了常规人为手动操作和重复操作带来的时间浪费，又显著降低了网格划分出错率，使工作效率直线提升。
19、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种滚动活塞泵CFD网格高效生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的滚动活塞泵CFD网格高效生成方法，其特征在于，在步骤S1中，利用SpaceClaim软件，基于软件脚本建模，通过录制和编写脚本文件，以缸径、泵头偏心距、转子与缸体的最小间隙及转子初始角位移作为可编辑对象，进行仿真模型参数化建模、批量几何构建，完成月牙形工作腔轴向截面二维模型的绘制，并生成二维几何文件。
3.如权利要求2所述的滚动活塞泵CFD网格高效生成方法，其特征在于，在步骤S2中，将SpaceClaim软件生成的二维几何文件导入ICEM CFD软件中，利用ICEM CFD软件依次完成二维和三维网格的创建，获得泵头工作腔三维体网格，并生成对应的泵头工作腔三维mesh文件。
4.如权利要求3所述的滚动活塞泵CFD网格高效生成方法，其特征在于，在二维网格的创建过程中，通过编写rpl脚本文件，依次实现二维几何沿周向均匀分布point的创建及对应二维Block的周向分割，并对各网格节点按序进行关联，完成二维O型结构面网格的自动化划分。
5.如权利要求
6.如权利要求3所述的滚动活塞泵CFD网格高效生成方法，其特征在于，在步骤S3中，利用Fluent meshing软件对缸体进出口流道进行多面体网格划分，并输出为外围多面体三维mesh文件。
7.如权利要求6所述的滚动活塞泵CFD网格高效生成方法，其特征在于，在步骤S4中，利用Fluent软件，将泵头工作腔三维mesh文件与外围多面体三维mesh文件导入Fluent软件，完成网格装配。
8.如权利要求4所述的滚动活塞泵CFD网格高效生成方法，其特征在于，二维几何沿周向均匀分布point的数量需满足周向间隔角度小于1°。
...【技术特征摘要】
1.一种滚动活塞泵cfd网格高效生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的滚动活塞泵cfd网格高效生成方法，其特征在于，在步骤s1中，利用spaceclaim软件，基于软件脚本建模，通过录制和编写脚本文件，以缸径、泵头偏心距、转子与缸体的最小间隙及转子初始角位移作为可编辑对象，进行仿真模型参数化建模、批量几何构建，完成月牙形工作腔轴向截面二维模型的绘制，并生成二维几何文件。
3.如权利要求2所述的滚动活塞泵cfd网格高效生成方法，其特征在于，在步骤s2中，将spaceclaim软件生成的二维几何文件导入icem cfd软件中，利用icem cfd软件依次完成二维和三维网格的创建，获得泵头工作腔三维体网格，并生成对应的泵头工作腔三维mesh文件。
4.如权利要求3所述的滚动活塞泵cfd网格高效生成方法，其特征在于，在二维网格的创建过程中，通过编写rpl脚本文件，依次实现二维几何沿周向均匀分布point的创建及对应二维block...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志广，关键，宋满华，代琼曦，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司研究院，
类型：发明
国别省市：
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