一種基於fluent軟體對噴粉室優化設計的方法
2023-08-11 11:53:16
專利名稱：一種基於fluent軟體對噴粉室優化設計的方法
技術領域：
本發明涉及到塗裝行業中噴粉室的優化設計方法，具體是利用fluent軟體對噴粉室進行仿真模擬並通過和多種軟體的聯合應用實現對其結構進行優化設計的方法。
背景技術：
靜電粉末塗裝系統由噴粉室、回收裝置、排風扇、排出裝置、篩網過濾器、塗裝機、噴槍、往復機等組成，而噴粉室的設計則是塗裝系統設計中的重中之重。雖然噴粉室結構並不複雜，但由於其是非標設備，設計時需要根據エ件的外形尺寸而調整的變化因素很多，稍有不慎則會造成回收效果差、粉末外溢等後果。在現有技術中，噴粉室設計主要是靠現場經驗，而這種方法往往導致設計結果不是最佳，甚至是失敗的，且這種方法也不利於新產品的開發和應用。
Fluent軟體正是基於計算流體動力學方法的求解流動與傳熱問題的通用軟體，採用Fluent數值仿真法，在計算機上完成數值仿真計算過程，通過這種數值仿真，可以得到及其複雜問題的流場各個位置的基本物理量(如速度、壓カ等)的分布以及這些物理量隨時間的變化情況，可以形象、直觀地對氣流分布做出分析和評價。ANSYS軟體是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析於一體的大型通用有限元分析軟體，主要包括三個部分前處理模塊，分析計算模塊和後處理模塊，前處理模塊提供了ー個強大的實體建模及網格劃分工具。
發明內容
本發明要解決的問題是提供一種基於fluent軟體對噴粉室優化設計的方法，具體是將VB良好的交互性、ANSYS的編程和網格劃分的快捷性、Fluent模擬流體的專業性很好的結合在一起，為現場噴粉室的優化設計提供了便捷的方式。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是—種基於fluent軟體對噴粉室優化設計的方法,包括如下步驟I)根據現場條件計算出噴粉室的基本尺寸，井根據經驗初步確定各進出口的位置，並將噴粉室的基本尺寸和各進出ロ的位置參數化；2)利用VB編寫可視化界面，建立噴粉室模型的參數化輸入界面；3)按照步驟I中得到的參數化尺寸填寫步驟2中建立的參數化輸入界面，進而生成APDL代碼；4)利用ANSYS軟體的參數化建模功能和網格劃分功能，具體為在VB中調用ANSYS批處理程序和步驟3中生成的APDL代碼完成對噴粉室模型的建模和網格劃分，並輸出CBD格式文件；5)按照Fluent腳本語言的格式要求編輯腳本文件,實現Fluent軟體對步驟4中得到的CBD格式文件的讀取，並根據指定的噴粉室模型的邊界條件、材料屬性和模型參數，完成噴粉室的流體力學模型初始化以及對模型的仿真模擬，並得到噴粉室不同橫截面流場速度矢量圖；6)輸出步驟5中模擬圖形數據，根據仿真模擬的結果，通過參數化輸入界面來進一歩優化噴粉室模型的任意ー個或幾個參數，再重複上述步驟3、4、5，比較最終得到的模擬圖形數據，直至得到噴粉室模型優化的結果；7)根據步驟6中得到的噴粉室模型最優化的結果，設計靜電粉末塗裝系統的噴粉室。進ー步的，步驟I中需要計算的參數包括噴粉室的基本外形尺寸，進出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相應位置。本發明具有的優點和積極效果是由於採用上述技術方案，對噴粉室進行模擬仿真，根據模擬結果，調整噴粉室的各個參數，重複多次模擬仿真，直到得到一個噴粉室優化的設計。
具體實施例方式本發明ー種基於fluent軟體對噴粉室優化設計的方法，包括如下步驟I)根據エ件的吊掛尺寸和噴槍布置，確定噴粉室的外形尺寸和進出口尺寸，根據回收需要和操作要求確定噴粉室的回收口和操作ロ尺寸，井根據靜電粉末塗裝生產線的現場條件和經驗確定其具體位置，並將噴粉室的基本尺寸和各進出ロ的位置參數化；2)利用VB良好的交互性，建立噴粉室模型的參數化輸入界面，其中輸入參數包括噴粉室的基本外形尺寸，進出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相應位置；3)按照步驟I中得到的參數化尺寸填寫步驟2中建立的參數化輸入界面，進而生成APDL代碼；4)利用ANSYS軟體的參數化建模功能和網格劃分功能，具體為在VB中調用ANSYS批處理程序和步驟3中生成的APDL代碼完成對噴粉室模型的建模和網格劃分，並輸出CBD格式文件，其中VB調用ANSYS方法如下VB中直接採用Shell函數調用ANSYS以批處理的方式後臺運行。具體的調用方式為在VB中寫入如下語句X=Shell ( " C:\ProgramFiles\ANSYSInc\vllO\ANSYS\bin\intel\ansysllO.exe-b-i inputfile. txt~o outpufile. out")這裡的_b參數表示ANSYS以批處理方式運行，inputfile. txt是起始輸入文件,實際上是用APDL語言編寫的宏文件，可以把需要在Ansys中自動運行的命令直接寫在其中；outputfile為輸出文件，通過查看結果文件，可以避免程序的錯誤；5)按照Fluent腳本語言的格式要求編輯腳本文件,實現Fluent軟體對步驟4中得到的CBD格式文件的讀取，並根據指定的噴粉室模型的邊界條件(速度入口和壓カ出ロ)、材料屬性(空氣的密度、粘度)和模型參數(求解器設置、湍流模型選擇、湍流強度及水力半徑的計算)，完成噴粉室的流體力學模型初始化以及對模型的仿真模擬，並得到噴粉室不同橫截面流場速度矢量圖；如Read in the ANSYS file； / 讀入 ANSYS 文件file read-case shiti. cbd； /讀入室體模型的CBD格式文件Scale it. mm -> m；
grid/scale ；/完成對模型単位的轉化
*· · · · ·
Select equations to solve； / 選擇計算模型solve/set/equations rlow；
Solve Flow equation (s) [yes]yes
······ #
9
Select material database； /定義流體物理性質deline/materials/data-base/database-type ；
Available Types: (rluent-dataoase user-denned)；
Database Type [fluent-database]；user-defined；
*·····,
9
Define boundary conditions / 設置邊界條件Wall
der me/boundary-condi t ions/wall；
······,
,
Set Pressure Velocity Coupling Scheme to SIMPLEC / 求解方法的設置及控制
solve/set./p—v—coup 丄 ing
;Pressure Velocity Coupling Scheme [20]
;;20 for SIMPLE
* _ _ β 9 ·
Set the convergence criteria. / 打開殘差監控圖soive/monitors/residual convergence—criteria;continuity residual convergence criterion
le-16;6)輸出步驟5中模擬圖形數據，根據仿真模擬的結果，通過參數化輸入界面來進一歩優化噴粉室模型的任意ー個或幾個參數，再重複上述步驟3、4、5，比較最終得到的模擬圖形數據，直至得到噴粉室模型優化的結果； 7)根據步驟6中得到的噴粉室模型最優化的噴粉室的基本外形尺寸，進出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相應位置參數，設計靜電粉末塗裝系統的噴粉室。
以上對本發明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用於限定本發明的實施範圍。凡依本發明申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本發明的專利涵蓋範圍之內。
權利要求
1.一種基於fluent軟體對噴粉室優化設計的方法，其特徵在於包括如下步驟1)根據現場條件計算出噴粉室的基本尺寸，井根據經驗初步確定各進出ロ的位置，並將噴粉室的基本尺寸和各進出口的位置參數化；2)利用VB編寫可視化界面，建立噴粉室模型的參數化輸入界面；3)按照步驟I中得到的參數化尺寸填寫步驟2中建立的參數化輸入界面，進而生成APDL代碼；4)利用ANSYS軟體的參數化建模功能和網格劃分功能，在VB中調用ANSYS批處理程序和步驟3中生成的APDL代碼完成對噴粉室模型的建模和網格劃分，並輸出CBD格式文件；5)按照Fluent腳本語言的格式要求編輯腳本文件，實現Fluent軟體對步驟4中得到的CBD格式文件的讀取，並根據指定的噴粉室模型的邊界條件、材料屬性和模型參數，完成噴粉室的流體力學模型初始化以及對模型的仿真模擬，並得到噴粉室不同橫截面流場速度矢量圖；6)輸出步驟5中模擬圖形數據，根據仿真模擬的結果，通過參數化輸入界面來進ー步優化噴粉室模型的任意ー個或幾個參數，再重複上述步驟3、4、5，比較最終得到的模擬圖形數據，直至得到噴粉室模型最優化的結果；7)根據步驟6中得到的噴粉室模型最優化的結果，設計靜電粉末塗裝系統的噴粉室。
2.根據權利要求I所述的基於fluent軟體對噴粉室優化設計的方法,其特徵在於步驟I中需要計算的參數包括噴粉室的基本外形尺寸，進出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相應位置。
全文摘要
本發明提供一種基於fluent軟體對噴粉室優化設計的方法，包括如下步驟根據現場條件計算出噴粉室的基本尺寸，並根據經驗初步確定各進出口的位置，並將其參數化；利用VB編寫噴粉室的參數化輸入界面，輸入上述計算得到的參數，進而生成APDL代碼；利用VB調用ANSYS的批處理程序和生成APDL代碼對建立的噴粉室模型進行網格劃分，並生成CBD格式文件；Fluent軟體對CBD格式文件的讀取，並對模型進行仿真模擬；根據仿真模擬的結果，修改參數模型，重複上述步驟，直至得到較優化的結果。本發明具有的優點和積極效果是由於採用上述技術方案，對噴粉室進行模擬仿真，根據模擬結果，調整噴粉室的各個參數，重複多次模擬仿真，直到得到一個噴粉室優化的設計。
文檔編號G06F17/50GK102831271SQ20121031065
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月28日 優先權日2012年8月28日
發明者楊玉敏, 金海陸, 王佔永, 孫國棟 申請人:天津七所高科技有限公司