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如何使用Polyflow仿真计算2.5D挤出成型工艺

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2月前浏览18886

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了使用Polyflow仿真计算2.5D挤出成型工艺的过程。首先,通过导入网格文件ext2d.msh,将计算区域分割成2个子域,一部分包含自由面,另一部分为挤压区域。接着,通过定义Task、设置材料、设置边界条件、Remeshing、定义stream function、Output设置等步骤,完成了仿真计算。最后,在CFD-Post中进行后处理,得到了压力分布、速度分布和自由面形状。

本案例描述利用Polyflow仿真计算2.5D挤出成型工艺。案例采用2D轴对称旋转模型,考虑在挤出头的旋转运动下挤出液被挤出后的自由面。

1 问题描述

案例要计算的几何模型如下图所示。流体以流量10 cm3/s进入挤出区域,螺旋头以2 rad/的角速度旋转。 在区域的上部用一个自由的表面来模拟挤出模外的挤出物。

由于模型涉及到自由面,因此将计算区域分割成2个子域:一部分包含自由面,另一部分为挤压区域。

2 Polyflow设置

2.1 启动Polyflow

  • 启动Workbench,如下图所示,拖拽模块Fluid Flow(Polyflow)至右侧工程窗口

  • 右键选择节点Mesh,点击弹出菜单项Import Mesh File… → Browse…弹出文件选择对话框,选择网格文件ext2d.msh

  • 导入网格后的流程如下图所示

  • 双击A3单元格Setup进入Polydata工作界面,如下图所示

2.2 定义Task

  • 点击按钮Create a new task,弹出面板中,如下图所示选择选项F.E.M taskSteady-state problem(s)2D 1/2 axisymmetric geometry


注:由于要考虑到旋转,所以采用2.5D轴对称模型

  • 点击按钮Accept the current setup返回至上一级菜单,点击按钮Create a sub-task,如下图所示

  • 选择选项Generalized Newtonian isothermal flow problem

  • 弹出对话框中设置task名称为die swell

  • 点击选项!Domain of the sub-task,进入如下图所示面板,采用默认设置

  • 点击按钮Upper level menu进入上一级菜单

2.3 设置材料

  • 点击选项!Material data进入材料编辑,选择按钮Shear-rate dependence of viscosity选择基于剪切率的粘度


  • 进入粘度设置面板,选择Cross law

  • 进入Cross law,如下图所示设置材料参数

注:在非牛顿流体挤出模拟中,材料本构非常重要。

  • 连续点击Upper level menu三次回到die swell面板

2.4 Boundary Conditions设置

  • 所示点击按钮!Flow boundary conditions进入边界条件设置面板


1、Zero wall velocity (vn=vs=0) along BS_1设置

  • 鼠标双击列表项Zero wall velocity (vn=vs=0) along BS_1 ,弹出面板中选择Inflow,进入入口设置面板

  • 选择选项Modify volumetric flow rate = 1.000000E+00,弹出设置对话框

  • 如下图所示,设置值为10,点击OK按钮关闭对话框

  • 点击Upper level menu回到Flow boundary conditions面板

注:单位在后面设置

2、Zero wall velocity (vn=vs=0) along BS_2设置

  • 该边界保持为默认Zero wall velocity (vn=vs=0)边界条件

注:Zero wall velocity (vn=vs=0)边界为固定无滑移壁面边界

3、Zero wall velocity (vn=vs=0) along BS_3设置

  • 鼠标双击列表项Zero wall velocity (vn=vs=0) along BS_3 ,弹出面板中选择Free surface,进入设置面板

  • 选择选项Boundary conditions on th e moving surface进入设置面板

  • 鼠标双击选项No condition alog BS_2,弹出设置面板

  • 如下图所示,选择选项Position imposed

注:这里设置的是Remshing边界起点

  • 点击Upper level menu3次回到Flow boundary conditions面板

4、Zero wall velocity (vn=vs=0) along BS_4设置

  • 鼠标双击列表项Zero wall velocity (vn=vs=0) along BS_4 ,弹出面板中选择选项Normal and tangential forces imposed(fn,fs)

注:当考虑到出口有牵引力或牵引速度的时候,选用此选项

  • 如下图所示选择Constant设置fn为0,点击Upper level menu

  • 如下图所示选择Constant设置fs为0,点击Upper level menu

  • 弹出对话框中选择设置w为0

5、Axis of symmetry alog BS_5

  • 该边界保持默认设置

注:polyflow中旋转轴必须为Y轴

6、Zero wall velocity (vn=vs=0) along BS_6设置

  • 鼠标双击列表项Zero wall velocity (vn=vs=0) along BS_6 ,弹出面板中选择选项Normal and tangential velocities imposed(vn, vs)

  • 如下图所示,弹出选项中选择Constant,设置vn及vs均为0

  • 点击按钮Upper level menu,如下图所示对话框中,选择进入设置面板

  • 如下图所示,选择按钮Velocity w imposed

  • 弹出对话框中选择如下图所示选项

  • 弹出对话框中设置A=0,B=6.2832,C=0

  • 最终弹出如下图所示对话框,点击按钮确认参数设置

注:这样指定w速度为6.2832*x,注意这里w是切向方向线速度。

  • Flow boundary conditions面板中点击按钮Upper level menu返回至die swell面板

2.5 Remeshing

  • 选择选项Global remeshing进入Remeshing面板


  • 选择选项1-st local remeshing

  • 打开的对话框中取消选择SD_1,如下图所示,点击Upper level menu返回上一级

  • 选择选项Method of spines

  • 定义SD_1part of inlet section,定义BS_4part of outlet section

2.6 定义stream function

  • 鼠标双击模型树节点F.E.M. Task 1,点击右侧面板选项Assign the stream function


  • 选择Condition of the stream function for field 1

  • 弹出对话框中选择

  • 输入x坐标5

  • 输入y坐标0

注:这里指定的是参考点

2.7 Output设置

  • 鼠标双击模型树节点Main menu,选择右侧镜面板选项Outputs


  • 选择选项Listing : max,点击选项Upper level menu

  • 选择选项Modify system of Units

  • 选择选项Set to metric_cm/g/s/A+Celsius

2.8 保存工程

  • 鼠标双击模型树节点Save and exit,选择选项Accept current setup


  • 选择选项Accept

  • 选择Continue保存工程文件

2.9 Solution

  • 右键选择A4单元格,点击菜单Update开始计算


3 后处理

在CFD-Post中进行后处理。
  • 压力分布

对称处理后的压力分布如下所示。

  • 速度分布

  • 自由面形状

注:这里的自由面计算没有涉及到多相流处理,自由面的形状通过网格重构而得到。

流体基础通用建筑Polyflow
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首次发布时间:2019-04-30
最近编辑:2月前
CFD之道
博士 | 教师 探讨CFD职场生活,闲谈CFD里外
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1条评论
仿真秀0609164045
签名征集中
2年前
点击完update计算,下面一步在CFD-post中进行后处理,这一步怎么弄?需要打开什么么?
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