大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

针对本科毕设中所涉及到的离心泵数值分析和性能计算，将用最简单粗暴的方法，讲解如何基于CFturbo、ICEM、FLUENT来开展离心泵水力设计和性能分析的计算机辅助（CAE）实现。离心泵的水力设计由CFturbo软件实现；网格剖分由ICEM软件实现；CFD数值计算由FLUENT软件实现；并验证设计值是否达到。

这里是第二部分，ICEM软件实现离心泵过流通道的网格剖分，含叶轮流道、进口延伸段、蜗壳流道的网格剖分。

由于三个流道分开来划分网格，所以分三部分来分别讲解，这里是第2篇，叶轮流道的网格剖分，有了上篇进口延伸段的网格剖分的基础，这里就没必要讲得那么事无巨细了。

2 叶轮流道网格剖分

2.1 更改工作目录和导入几何体

新打开一个ICEM软件。

File->Change Working Dir…，更改工作目录，把工作目录更改为叶轮流道几何体所在目录，确定。

File->Import Geometry->Legacy->STEP/IGES，选择叶轮流道三维几何体Impeller_1.stp，打开。

单击左下角OK，导入几何体。

模型树中Model->Geometry->Surface，只勾选显示面，并右击Surface勾选Solid和Transparent，即显示为透明的着色面。在图形区域用鼠标左键按住，来回拖曳旋转观察几何体，大致弄明白每个面是干嘛的。

注意，这里只有1/6个整体流道，叶片在中间，两侧有两个周期面，进口是个1/6扇形面，出口是个1/6环形面，叶片还往出口方向延伸出去了一段，所以还是要把它复制为整个流道的。

2.2 将单通道旋转复制成整个通道

复制之前，观察模型不难发现，在叶片的叶顶部分，工作面和背面都延伸出去了一个小面到动静交界面上（上图中红色框框标出的部分），这主要是为了方便结构网格的剖分，咱们这里划分非结构网格反倒成了累赘了，所以要把这两个小面删掉的。

上方点开Geometry->Delete Surfaces删除面。

鼠标点选刚才说的那两个小面，OK确认删除。

注意，如果不好选中的话，可以让面显示成Wire Frame框线显示，以便选择。

上方点开Geometry->Delete Surfaces删除面，继续删除周期面

鼠标点选两侧的周期面，OK或中键确定来删除面。

注意，并不一定要一次全部选中来删除，可以一个个慢慢地逐个删除，我这个例子的每个周期面是由四个小面构成的，可以把视图转到一个比较好的角度，来方便选择和删除某个面。

再按着鼠标左键，移动鼠标旋转几何体观察下是否删除干净，是否删错，确认无误后，可进入复制单流道为整个流道的操作。

来做周期复制操作，Geometry->Transform Geometry。

点下Select后面的实体选择，然后在选择栏中点击眼睛图标把所有的面都选上作为复制的母本。

选择Translate/Rotate/Mirror/Scale方式为第2个Rotate Geometry；

在Rotate下面勾选Copy，在Number of Copies复制数目选择5个（复制5个副本出来）；

在Rotation中选择Axis轴为Z轴；

Angle它贴心地设好了60度，没错；

在Center of Rotation中保持旋转中心为默认的原点，OK即可完成周期复制操作。

复制好的整个流道。注意，这会只有面Surface，并没有体Body。

2.3 定义边界面

在模型树的Parts上右键Create Part来创建Part。

左下方Create Part创建部件中，Part中输入名字“imp_inlet”表示叶轮进口面，然后在Create Part by Section的Entities中点右侧箭头，接下来选中图形中的叶轮进口面（六个扇形面），Apply。它将和进口延伸段的出口，作为动静交界面，在FLUENT中做界面匹配操作。

同样方法定义IMP_OUTLET叶轮出口面，为叶轮出口圆环，其将与蜗壳的进口圆环，在FLUENT中做动静交界面的匹配。

同样定义IMP_HUB叶轮后盖板，IMP_SHROUD叶轮前盖板，它们是旋转的壁面。

同样定义IMP_BLD_LEADING叶片前缘、IMP_BLD_PRESSURE压力面、IMP_BLD_SUCTION吸力面、IMP_BLD_TIP叶顶（叶尖）面，这些都是旋转的壁面。

还有最后两个侧向的环面，它们是叶轮向出口方向延伸后的侧向环面，在实际的泵中，这部分是敞开的，外侧还有和机匣的间隙存在，即，流体可以从这里自由地绕过前盖板和机匣的间隙流回到进口。那么计算的时候就不考虑这么多了（它们既不是静止壁面，也不是旋转壁面，蛮有意思的），咱们先把这两个侧面分别定义成IMP_EXT_HUB和IMP_EXT_SHROUD，然后在FLUENT里再讲如何处理它们吧。

为便于理解，把这几个边界面展示出来。

IMP_INLET叶轮进口

IMP_OUTLET叶轮出口

IMP_HUB叶轮后盖板（这里的尖尖是不对的，真正的叶轮是不会整成这个样子的，一是不好加工，二是真做成这样子，一下子就搞断了，所以基本上是要搞掉，做个类似螺旋桨整流罩的那种造型好一些的，为简单计，这里就懒得处理了……）

IMP_SHROUD叶轮前盖板

IMP_BLD_LEADING叶片前缘

IMP_BLD_PRESSURE叶片压力面（正面）

IMP_BLD_SUCTION叶片吸力面（背面）

IMP_BLD_TIP叶顶面（叶尖面）

IMP_EXT_HUB叶轮后盖板延伸环面

IMP_EXT_SHROUD叶轮前盖板延伸环面

2.4 创建体并修复几何拓扑

至此，只有面，并没有体，所以接下来创建体，Geometry->Create Body，创建体。

模型树中Model->Geometry->Points勾选，让它显示点；

在左下方的Create Body创建体设置框中，输入Part的名字为“body_imp”，表示叶轮流道。用Material Point物质点的方式来创建体，Matreial Point选项中Location位置用默认的Centroid of 2 points两点中心，然后在2 screen locations中点右侧箭头，在图形窗中选择任意两个点，但是要保证这俩点的中点刚好位于几何体内，OK即可创建一个名为body_inp的三维实体。

创建好之后，图形中显示了BODY_IMP，在模型树的Parts也有了BODY_IMP，在模型树的Geometry中也有了Bodies，表明创建成功了。

接下来修复几何拓扑结构，因为建模的时候留下来了一堆乱七八糟的点和线，这些是没有用的，如果留着的话，后面画好网格后导出到FLUENT里会出现一些乱七八糟的名字和点线，有碍观瞻，所以把它们都给删掉，然后再根据已有的面和体修复这些点和线就好了。具体做法是这样子的。

把模型树中的Model->Parts，保留之前创建的十个面和一个体，把其余的PART_1到PART_20全部选中，右键，Delete删除掉，还蹦出来个窗口问你要不要确认删除，当然确认Delete了！

防止没删除干净，Geometry->Delete Curve删除曲线，Select Geometry中选择四个箭头的那个“选中所有的东东”，把所有曲线全干掉。

Geometry->Delete Point删除点，Select Geometry中选择四个箭头的那个“选中所有的东东”，把所有点全干掉。

这时候，仅剩十个面和一个体，我们用它们来恢复曲线和点，Geometry->Repair Geometry修复体。

左下方的选项里基本上什么也不用动，只要注意Tolerance容差，如果修复不成功的话，是需要把这个值调小或者调大，直到修复成功为止。咱们这里几何体比较简单，直接点OK。

模型树中只查看曲线curves，非常幸运，都是红色的线，修复成功了。

保存下，继续画网格咯。

2.5 划分网格

还是用最简单粗暴的均匀非结构网格粗略来划分。

先设置整体网格大小，上方Mesh->Global Mesh Setup整体网格设置，在左下方的设置中，将Global Element Seed Sizes整体网格尺度中的Max element最大单元设为4，即让整体网格尺度为4mm，OK确认。

再来生成网格，上方Mesh->Compute Mesh计算网格，划分非结构网格。左下方的设置栏中，保持原设置，即Mesh Type选择Tetra/Mixed四面体单元。Mesh Method网格划分方法选择Robust（Octree）。单击Compute或者OK都行的，让它来划分网格吧。

右下方会有信息冒出来，还有个进度条在走，稍候片刻，妥了，网格画好。

用Solid+Wire实体线框显示Shell壳网格（边界面上网格）的样子

切片展示体网格的样子

虽然丑了点，但是大概算算也够用了。

最上方Info->Mesh Info，查看网格信息。

--- Mesh Info ---
Element types :
        NODE : 92
        LINE_2 : 3886
        TETRA_4 : 390192
        TRI_3 : 38606
Element parts :
        BODY_IMP : 390192
        IMP_BLADE_LEADING : 1405
        IMP_BLADE_PRESSURE : 6761
        IMP_BLADE_SUCTION : 6934
        IMP_BLADE_TIP : 266
        IMP_EXT_HUB : 788
        IMP_EXT_SHROUD : 1056
        IMP_HUB : 9159
        IMP_INLET : 2177
        IMP_OUTLET : 3297
        IMP_SHROUD : 10741
Total elements : 432776
Total nodes : 75076
Min : -136.315 -136.301 -6.11409
Max : 136.314 136.302 64.0922

2.6 输出网格

先Save一下Project，然后来输出网格。

右上方Output Mesh->Write input，输出网格。

再提醒你保存工程，那就Yes再保存下。

然后在跳出来的目录中选择刚才保存的工程名打开。

在Ansys Fluent设置窗口中保持Grid dimension网格维数为3D三维（咱们这是三维问题）；Scaling缩放为No不缩放；Output file中把名字改成“fluent_imp”表示为叶轮流道网格。

设置好后，单击Done，即可完成输出。

当右下方信息栏中出现“Done with translation.”就表示网格输出结束了。可以在文件夹下找到FLUENT的网格文件“fluent_imp.msh”。

至此，叶轮流道的网格划分完毕，保存工程，关掉ICEM，咱们继续划分蜗壳流道的网格。

见下篇。