专利名称：一种基于fluent软件对喷粉室优化设计的方法
技术领域：
本发明涉及到涂装行业中喷粉室的优化设计方法，具体是利用fluent软件对喷粉室进行仿真模拟并通过和多种软件的联合应用实现对其结构进行优化设计的方法。
背景技术：
静电粉末涂装系统由喷粉室、回收装置、排风扇、排出装置、筛网过滤器、涂装机、喷枪、往复机等组成，而喷粉室的设计则是涂装系统设计中的重中之重。虽然喷粉室结构并不复杂，但由于其是非标设备，设计时需要根据エ件的外形尺寸而调整的变化因素很多，稍有不慎则会造成回收效果差、粉末外溢等后果。在现有技术中，喷粉室设计主要是靠现场经验，而这种方法往往导致设计结果不是最佳，甚至是失败的，且这种方法也不利于新产品的开发和应用。
Fluent软件正是基于计算流体动力学方法的求解流动与传热问题的通用软件，采用Fluent数值仿真法，在计算机上完成数值仿真计算过程，通过这种数值仿真，可以得到及其复杂问题的流场各个位置的基本物理量(如速度、压カ等)的分布以及这些物理量随时间的变化情况，可以形象、直观地对气流分布做出分析和评价。ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，主要包括三个部分前处理模块，分析计算模块和后处理模块，前处理模块提供了ー个強大的实体建模及网格划分工具。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种基于fluent软件对喷粉室优化设计的方法，具体是将VB良好的交互性、ANSYS的编程和网格划分的快捷性、Fluent模拟流体的专业性很好的结合在一起，为现场喷粉室的优化设计提供了便捷的方式。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是—种基于fluent软件对喷粉室优化设计的方法,包括如下步骤I)根据现场条件计算出喷粉室的基本尺寸，井根据经验初步确定各进出口的位置，并将喷粉室的基本尺寸和各进出ロ的位置參数化；2)利用VB编写可视化界面，建立喷粉室模型的參数化输入界面；3)按照步骤I中得到的參数化尺寸填写步骤2中建立的參数化输入界面，进而生成APDL代码；4)利用ANSYS软件的參数化建模功能和网格划分功能，具体为在VB中调用ANSYS批处理程序和步骤3中生成的APDL代码完成对喷粉室模型的建模和网格划分，并输出CBD格式文件；5)按照Fluent脚本语言的格式要求编辑脚本文件,实现Fluent软件对步骤4中得到的CBD格式文件的读取，并根据指定的喷粉室模型的边界条件、材料属性和模型參数，完成喷粉室的流体力学模型初始化以及对模型的仿真模拟，并得到喷粉室不同横截面流场速度矢量图；6)输出步骤5中模拟图形数据，根据仿真模拟的结果，通过參数化输入界面来进一歩优化喷粉室模型的任意ー个或几个參数，再重复上述步骤3、4、5，比较最终得到的模拟图形数据，直至得到喷粉室模型优化的结果；7)根据步骤6中得到的喷粉室模型最优化的结果，设计静电粉末涂装系统的喷粉室。进ー步的，步骤I中需要计算的參数包括喷粉室的基本外形尺寸，进出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相应位置。本发明具有的优点和积极效果是由于采用上述技术方案，对喷粉室进行模拟仿真，根据模拟結果，调整喷粉室的各个參数，重复多次模拟仿真，直到得到一个喷粉室优化的设计。
具体实施例方式本发明ー种基于fluent软件对喷粉室优化设计的方法，包括如下步骤I)根据エ件的吊挂尺寸和喷枪布置，确定喷粉室的外形尺寸和进出口尺寸，根据回收需要和操作要求确定喷粉室的回收口和操作ロ尺寸，井根据静电粉末涂装生产线的现场条件和经验确定其具体位置，并将喷粉室的基本尺寸和各进出ロ的位置參数化；2)利用VB良好的交互性，建立喷粉室模型的參数化输入界面，其中输入參数包括喷粉室的基本外形尺寸，进出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相应位置；3)按照步骤I中得到的參数化尺寸填写步骤2中建立的參数化输入界面，进而生成APDL代码；4)利用ANSYS软件的參数化建模功能和网格划分功能，具体为在VB中调用ANSYS批处理程序和步骤3中生成的APDL代码完成对喷粉室模型的建模和网格划分，并输出CBD格式文件，其中VB调用ANSYS方法如下VB中直接采用Shell函数调用ANSYS以批处理的方式后台运行。具体的调用方式为在VB中写入如下语句X=Shell ( " C:\ProgramFiles\ANSYSInc\vllO\ANSYS\bin\intel\ansysllO.exe-b-i inputfile. txt~o outpufile. out")这里的_b參数表示ANSYS以批处理方式运行，inputfile. txt是起始输入文件,实际上是用APDL语言编写的宏文件，可以把需要在Ansys中自动运行的命令直接写在其中；outputfile为输出文件，通过查看结果文件，可以避免程序的错误；5)按照Fluent脚本语言的格式要求编辑脚本文件,实现Fluent软件对步骤4中得到的CBD格式文件的读取，并根据指定的喷粉室模型的边界条件(速度入口和压カ出ロ)、材料属性(空气的密度、粘度)和模型參数(求解器设置、湍流模型选择、湍流強度及水力半径的计算)，完成喷粉室的流体力学模型初始化以及对模型的仿真模拟，并得到喷粉室不同横截面流场速度矢量图；如Read in the ANSYS file； / 读入 ANSYS 文件file read-case shiti. cbd； /读入室体模型的CBD格式文件Scale it. mm -> m；
grid/scale ；/完成对模型単位的转化
*· · · · ·
Select equations to solve； / 选择计算模型solve/set/equations rlow；
Solve Flow equation (s) [yes]yes
······ #
9
Select material database； /定义流体物理性质deline/materials/data-base/database-type ；
Available Types: (rluent-dataoase user-denned)；
Database Type [fluent-database]；user-defined；
*·····,
9
Define boundary conditions / 设置边界条件Wall
der me/boundary-condi t ions/wall；
······,
,
Set Pressure Velocity Coupling Scheme to SIMPLEC / 求解方法的设置及控制
solve/set./p—v—coup 丄 ing
;Pressure Velocity Coupling Scheme [20]
;;20 for SIMPLE
* _ _ β 9 ·
Set the convergence criteria. / 打开残差监控图soive/monitors/residual convergence—criteria;continuity residual convergence criterion
le-16;6)输出步骤5中模拟图形数据，根据仿真模拟的结果，通过參数化输入界面来进一歩优化喷粉室模型的任意ー个或几个參数，再重复上述步骤3、4、5，比较最终得到的模拟图形数据，直至得到喷粉室模型优化的结果； 7)根据步骤6中得到的喷粉室模型最优化的喷粉室的基本外形尺寸，进出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相应位置參数，设计静电粉末涂装系统的喷粉室。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
权利要求
1.一种基于fluent软件对喷粉室优化设计的方法，其特征在于包括如下步骤1)根据现场条件计算出喷粉室的基本尺寸，井根据经验初步确定各进出ロ的位置，并将喷粉室的基本尺寸和各进出口的位置參数化；2)利用VB编写可视化界面，建立喷粉室模型的參数化输入界面；3)按照步骤I中得到的參数化尺寸填写步骤2中建立的參数化输入界面，进而生成APDL代码；4)利用ANSYS软件的參数化建模功能和网格划分功能，在VB中调用ANSYS批处理程序和步骤3中生成的APDL代码完成对喷粉室模型的建模和网格划分，并输出CBD格式文件；5)按照Fluent脚本语言的格式要求编辑脚本文件，实现Fluent软件对步骤4中得到的CBD格式文件的读取，并根据指定的喷粉室模型的边界条件、材料属性和模型參数，完成喷粉室的流体力学模型初始化以及对模型的仿真模拟，并得到喷粉室不同横截面流场速度矢量图；6)输出步骤5中模拟图形数据，根据仿真模拟的结果，通过參数化输入界面来进ー步优化喷粉室模型的任意ー个或几个參数，再重复上述步骤3、4、5，比较最终得到的模拟图形数据，直至得到喷粉室模型最优化的结果；7)根据步骤6中得到的喷粉室模型最优化的结果，设计静电粉末涂装系统的喷粉室。
2.根据权利要求I所述的基于fluent软件对喷粉室优化设计的方法,其特征在于步骤I中需要计算的參数包括喷粉室的基本外形尺寸，进出口尺寸、操作ロ尺寸、回收ロ尺寸及各部位的相应位置。
全文摘要
本发明提供一种基于fluent软件对喷粉室优化设计的方法，包括如下步骤根据现场条件计算出喷粉室的基本尺寸，并根据经验初步确定各进出口的位置，并将其参数化；利用VB编写喷粉室的参数化输入界面，输入上述计算得到的参数，进而生成APDL代码；利用VB调用ANSYS的批处理程序和生成APDL代码对建立的喷粉室模型进行网格划分，并生成CBD格式文件；Fluent软件对CBD格式文件的读取，并对模型进行仿真模拟；根据仿真模拟的结果，修改参数模型，重复上述步骤，直至得到较优化的结果。本发明具有的优点和积极效果是由于采用上述技术方案，对喷粉室进行模拟仿真，根据模拟结果，调整喷粉室的各个参数，重复多次模拟仿真，直到得到一个喷粉室优化的设计。
文档编号G06F17/50GK102831271SQ20121031065
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者杨玉敏, 金海陆, 王占永, 孙国栋 申请人:天津七所高科技有限公司