旋转机械中时间步长设置的经验
  对于CFX采⽤隐式耦合算法,调整时间步长相当于改变松弛因⼦,在数值计算中适当考虑时间步长的设置。除了Pre-CFX Solve中可以设置外,在求解过程中冶可以设置:在耦合求解器(Coupled Solver)页⾯中,CFX-Solve/Tool/Edit run in progress/Flow/Solve Control/Convergence Control,双击物理时间步长便可修改了。
  ⾸先补充⼏个⾼中物理知识:
  线速度V(m/s)、转速n(r/min)、⾓速度ω(rad/s)、半径R(m)
  线速度V,是物体运动的速率。那么物理运动360度的路程为:2πR,这样可以求出它运动⼀周所需的时间,也就是圆周运动的周期T。
  T=2πR / V,V=2πR*n
  ⾓速度ω,是物体在单位时间内转过的⾓度。那么,圆周运动的物体在T(周期)时间内运动的路程为2πR,可以求出它的⾓速度:
  ω=2π / T =V / R,ω=2π*n (rad/min)=2π*n /60 (rad/s)
  例如,汽轮机转速为n=3000r/min,则⾓速度ω=2π*n /60=314 (rad/s),理解为单位时间内转了314弧度。
  这时,针对稳态和⾮稳态的时间步长来进⾏设置。
  稳态计算(Frozen Rotor/Stage),时间步长=1/ω,
如:转速ω=523rad/s,则时间步长=1/523=0.002s。
  瞬态计算(Transient Rotor-Stator),时间步长≤旋转机械⾛过1个pitch所⽤时间的1/10,
如:转速ω=523rad/s,动静叶匹配关系为15/18,则通过⼀个pitch的时间=(2*π/15)*(1/ω)=8.0e-4s。要在这⼀个pitch上计算⾄少⼗步,所以时间步长≤8.0e-5s。
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Harbin Engineering University