Simerics | 螺杆压缩机网格模板介绍
其中，单螺杆压缩机主要由一个圆柱形螺杆、两个平面星轮和机壳组成的。螺杆和星轮组成啮合副装在机壳内，由螺杆槽、星轮、机壳组成密封容积变化的气腔。当螺杆主轴在外部电机的驱动下运转时，星轮也随着螺杆运转。两个星轮将螺杆分成对称独立的封闭空间，当螺杆转动时,星轮在螺旋槽内相对运动，改变星轮、螺旋槽、机壳组成的密封空间的大小，实现吸气、压缩、排气的过程。
图1 单螺杆压缩机
单螺杆压缩机虽然具有零部件少、重量轻、机械效率高、噪声低和振动小等优势，但由于其结构紧凑，压缩机转子齿顶密封齿与壳体之间的泄露间隙非常小，使得其三维CFD仿真变得十分困难。
针对螺杆压缩机结构复杂、泄露间隙小，且仿真过程中存在高质量网格生成困难、耗时长的问题，流体机械和系统虚拟仿真软件Simerics-MP/MP+配备了专业的螺杆压缩机网格模板，可以根据螺杆压缩机结构特点（如：螺杆轴的类型是否存在截面变化、横向运动方式、间隙尺寸等）一键生成高质量的网格。
图2 螺杆压缩机一键式网格生成界面
Simerics-MP/MP+ 网格技术
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转子区域网格尺寸（Rotor Mesh Size）
Coarse Normal Fine User Input
图3 转子区域网格尺寸等级
用户自定义，允许客户自定义周向、径向及轴向的网格尺寸：
图4 转子区域网格尺寸自定义选项设置界面
图5 转子区域网格定义维度示意（轴向、周向、径向）
等截面面积：这种轴型创造了一个渐进的腔等截面面积。它保证了在啮合过程中产生的转子和定子的横截面积沿轴向是恒定的；
变截面面积：这种轴类型创建一个渐进腔，沿轴的横截面面积可变。它保证了在啮合过程中产生的转子和定子的横截面积沿轴向变化。
图6 主轴类型选择界面
图7左：等截面主轴；右：变截面主轴
图8 运动方向界面设置
Simerics-MP+软件中的螺杆压缩机网格模板中，涉及两种运动方向的定义：
（1）旋转方向（RotationalDirection）
图9 旋转矢量、旋转方向示意图
（2）横向运动方向（LateralMovement Direction）
横向运动方向，指定了转子表面相对于定子表面振动的方向，同时，该方向也将规定在模拟期间使用的间隙。
用于在网格划分过程中生成几何图形。
对于等截面面积，它对应于转子/定子中心线上的任何点。
对于可变截面面积，轴中心，连同横向位移幅值和轴中心到泵入口的长度也决定了转子锥度的大小，就像啮合时产生的那样。这对应于传动轴的枢轴点。
图10 等截面转子半径示意图
图11 变截面转子半径示意图
对于等截面面积，该值对应于沿空腔长度的任意点的横向位移。
对于变截面面积，该值对应于泵进口处的侧向位移。
指定了定子几何中两个波峰的长度，并规定了转子和定子在啮合过程中产生的轴向波形。
图12 腔波长示意图
图13 定子长度示意图
对于恒定的截面面积，这个长度在技术上可以有任何值，但通常保留为0。
对于可变截面面积，这个长度，连同轴中心和横向位移幅值，决定了转子锥度的大小，在啮合过程中产生。这个长度必须与轴中心和泵入口之间的距离相对应。
图14 轴中心到泵入口长度示意图
图15 间隙尺寸位置示意图
