Н.С. Дорош, С.Н. Леонтьев
2
Выбор и дискретизация расчетного объема.
Одним из основ-
ных этапов при компьютерном моделировании является создание ко-
нечно-элементной модели. Как правило, сначала создается 3D-мо-
дель исследуемого объекта. В данной ра-
боте была создана модель шнека бус-
терного насоса горючего двигателя
РД 180 (рис. 1).
Созданную модель нужно «инверти-
ровать» т. е. разработать твердотельную
модель проточной части. В настоящее
время выбор расчетного объема для ло-
паточных машин является типовой зада-
чей. Благодаря осевой симметрии лопа-
точных машин становится возможным
сократить потребные расчетные мощно-
сти, выделив для расчета лишь сектор проточной части и указав на
его границах условия периодичности. Таким образом, расчет будет
проводиться для небольшой расчетной области, но его результаты
распространятся на все повторяющиеся элементы.
Вследствие особенностей алгоритма расчета перенос параметров
через границы периодичности может вносить некоторые погрешно-
сти, поэтому границы периодичности рекомендуется располагать в
областях с наименьшим градиентом параметров, как правило, ближе
к центру межлопаточного канала.
Таким образом, типичная расчетная область для лопаточной ма-
шины представляет собой элемент проточной части, включающий
рабочую лопатку, что необходимо для получения полной и нераз-
рывной картины ее обтекания [1, 2].
Однако по сравнению с большинством лопаточных машин (тур-
бины, компрессоры, центробежные насосы) шнеки значительно от-
личаются конфигурацией лопаток:
• обычно шнеки имеют три, реже четыре, лопатки;
• лопатки шнека имеют большую осевую длину;
• лопатки имеют большую пространственную искривленность и
поворот по винтовой поверхности, как правило, более 360°.
По этим причинам минимальный расчетный объем оказывается
достаточно большим и имеет сложную пространственную конфигу-
рацию [3].
Следующим этапом создания конечно-элементной модели явля-
ется процесс дискретизации расчетного объема. Создается расчетная
сетка, которая разбивает твердотельную модель на элементарные
ячейки, для каждой из них в дальнейшем будут рассчитываться па-
раметры потока в соответствии с алгоритмом моделирования.
Рис. 1.
3D-модель шнека
