CFD-Pre format

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CFD-Pre format

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Das CFD-Pre-Format ist eine XML-basierte Definition, die die Geometrie, Randbedingungen und Fluideigenschaften für eine CFD-Simulation von Turbomaschinen beschreibt. Die Datei ist in logische Blöcke gegliedert, die im Folgenden mit Beispielen erläutert werden. Das CFD-Pre XML-Format ermöglicht eine vollständige Definition des Rechengebiets für die CFD. Jeder Abschnitt ist für den Import in Vernetzungs- oder Lösungswerkzeuge konzipiert und gewährleistet die Simulationsqualität auf Grundlage benutzerdefinierter Eingaben.

Die Datei enthält die folgenden Blöcke:

ProjectData

Enthält globale Einstellungen für das CFD-Modell, darunter Maschinentyp und Referenzwerte für die Strömung.

ProjectType

Projekttyp. Mögliche Werte sind:
• Pump: für Pumpen
• Vent: für Ventilatoren
• Comp: für Verdichter
• GasTurb: für Gasturbinen
• HydTurb: für Wasserturbinen

MassFlow

Massenstrom im Auslegungspunkt.

RotationAxis

Vektor zur Definition der Rotationsachse.

Periodicity

Ob die gesamte Geometrie oder ein Kanal exportiert wird.

 

<ProjectData Type="Object">

 <ProjectType Type="Enum">Comp</ProjectType>

 <MassFlow Type="Float">0.198989461073871</MassFlow>

 <RotationAxis Type="Vector3">

         <x Type="Float">0</x>

         <y Type="Float">0</y>

         <z Type="Float">1</z>

 </RotationAxis>

 <Periodicity Type="Enum">Full 360°</Periodicity>

</ProjectData>

FluidData

Definiert die thermophysikalischen Eigenschaften des Fluids und Modellannahmen in kompressiblen Fällen.

Beispiel für inkompressiblen Fall:

<FluidData Type="Object">

 <IsCompressible Type="Boolean">False</IsCompressible>

 <IsLiquid Type="Boolean">True</IsLiquid>

 <Density Type="Float">998.2</Density>

 <DynamicViscosity Type="Float">0.0009982</DynamicViscosity>

 <SpecificHeat Type="Float">4182</SpecificHeat>

 <ThermalConductivity Type="Float">0.556</ThermalConductivity>

 <VaporPressure Type="Float">2340</VaporPressure>

 <GasMassFraction Type="Float">1.5E-5</GasMassFraction>

</FluidData>

Beispiel für kompressiblen Fall:

<FluidData Type="Object">

 <IsCompressible Type="Boolean">True</IsCompressible>

 <IsLiquid Type="Boolean">False</IsLiquid>

 <DynamicViscosity Type="Float">0.000118677951603912</DynamicViscosity>

 <MolarMass Type="Float">102.01794601227</MolarMass>

 <SpecificHeat Type="Float">800</SpecificHeat>

 <ThermalConductivity Type="Float">0.01339</ThermalConductivity>

 <GasConstant Type="Float">81.5</GasConstant>

 <GasModel Type="Enum">Perfect</GasModel>

</FluidData>

Weitere Informationen zu verfügbaren Fluidmodellen finden Sie unter kompressible Fluide.

FluidZone

Dieser Block wird für alle CFturbo-Komponenten geschrieben.

Caption

Bezeichnung des Körpers innerhalb der Geometriedatei.

Geometry

Name der Geometriedatei.

Frame

Rotierend oder statisch.

Rotationsachse

Für rotierende Zonen: Vektor zur Definition der Rotationsachse.

Ursprung

Für rotierende Zonen: Ursprung des Koordinatensystems.

Komponententyp

Komponententyp in CFturbo. Mögliche Werte:
• RadialImp: Radiallaufrad
• AxialImp: Axiallaufrad
• Stator: Leitrad
• VoluteIn: Eintrittsgehäuse
• VoluteOut: Austrittsgehäuse

Ein Beispiel für eine rotierende Komponentenzone eines Laufrads:

<FluidZone Type="Object">

 <Caption>NS_Impeller</Caption>

 <Geometry>CC pi1.6 (R134a)_Co2.stp</Geometry>

 <Frame Type="Enum">Rotating</Frame>

 <RotationalSpeed Type="Float">-833.333333333333</RotationalSpeed>

 <RotationAxis Type="Vector3">

         <x Type="Float">0</x>

         <y Type="Float">0</y>

         <z Type="Float">1</z>

 </RotationAxis>

 <Origin Type="Vector3">

         <x Type="Float">0</x>

         <y Type="Float">0</y>

         <z Type="Float">0</z>

 </Origin>

 <ComponentType Type="Enum">RadialImp</ComponentType>

 <Inflow>

         <Boundary>

                 <Geometry>NS_Impeller_FlowDomain_Inflow</Geometry>

         </Boundary>

 </Inflow>

 <StaticWalls>

         <Boundary>

                 <Geometry>NS_Impeller_FlowDomain_CasingShroud</Geometry>

         </Boundary>

 </StaticWalls>

 <RotatingWalls>

         <Boundary><Geometry>NS_Impeller_FlowDomain_Hub</Geometry></Boundary>

         <Boundary><Geometry>NS_Impeller_FlowDomain_BladeSS</Geometry></Boundary>

         <Boundary><Geometry>NS_Impeller_FlowDomain_BladePS</Geometry></Boundary>

 </RotatingWalls>

 <Outflow>

         <Boundary>

                 <Geometry>NS_Impeller_FlowDomain_Outflow</Geometry>

         </Boundary>

 </Outflow>

</FluidZone>

Dieser Block enthält auch Informationen zu allen für die Komponente verfügbaren Randbedingungen. Es sind vier verschiedene Typen von Randbedingungen möglich:

•Inflow

•Outflow

•StaticWalls

•RotatingWalls

Jeder Randbedingungsblock enthält eine Liste von Rändern, wobei für jeden Rand der in der Geometriedatei verwendete Name zur Identifikation angegeben ist.
Für den globalen Einlass und Auslass (d. h. den Einlass der ersten Komponente und den Auslass der letzten in Strömungsrichtung) werden zusätzlich Strömungsbedingungen wie Druck, Temperatur und Volumenstrom angegeben.

Beispiel für eine Auslass-Randbedingung:

<Outflow Type="Object">

 <Boundary Type="Object">

         <Geometry>NS_VoluteExtension_CFD_FlowDomain_Outflow</Geometry>

         <Conditions Type="Object">

                 <VolumetricFlow Type="Float">0.00957486583497985</VolumetricFlow>

                 <Pressure Type="Float">515867.356357303</Pressure>

                 <TotalPressure Type="Float">518385.444610908</TotalPressure>

                 <Temperature Type="Float">304.567150188904</Temperature>

                 <TotalTemperature Type="Float">304.718274210172</TotalTemperature>

         </Conditions>

 </Boundary>

</Outflow>