贯流风机的数值模拟
《2024年基于正交试验法的对旋轴流风机CFD数值模拟分析》范文
《基于正交试验法的对旋轴流风机CFD数值模拟分析》篇一一、引言随着计算流体动力学（CFD）技术的不断发展，其在风机设计、优化及性能预测等方面得到了广泛应用。
对旋轴流风机作为一种重要的通风和排烟设备，其性能的准确预测和优化对于提高设备效率和节能减排具有重要意义。
本文采用正交试验法结合CFD数值模拟技术，对某型号对旋轴流风机进行性能分析和优化研究。
二、正交试验法原理正交试验法是一种多因素优化的试验设计方法，通过合理安排试验因素和水平，利用正交表进行试验设计，可以在较少试验次数下获取全面的试验结果。
该方法在风机性能研究方面具有广泛应用，可以有效地降低试验成本，提高研究效率。
三、CFD数值模拟CFD数值模拟是对流体运动进行数值计算和模拟的一种方法。
通过对流场进行网格划分、建立数学模型、设定边界条件和初始条件等步骤，可以获得流场的详细信息，包括速度分布、压力分布、湍流特性等。
这些信息对于风机性能的分析和优化具有重要意义。
四、正交试验设计与CFD数值模拟结合1. 试验因素与水平设计：根据对旋轴流风机的设计参数和性能指标，选取关键因素（如叶片角度、叶片数量、转速等）并设定水平。
2. 正交表生成：利用正交表生成工具，根据试验因素和水平生成正交试验方案。
3. CFD模型建立：根据正交试验方案，建立对旋轴流风机的CFD模型，包括网格划分、数学模型选择等。
4. 边界条件和初始条件设定：根据实际工况，设定边界条件和初始条件。
5. CFD数值模拟：进行CFD数值模拟，获取流场信息。
6. 结果分析：对CFD模拟结果进行分析，得出各因素对风机性能的影响趋势和规律。
五、结果与讨论1. 性能分析：通过对CFD模拟结果的分析，得出各因素对风机性能的影响程度和趋势。
同时，将模拟结果与实际测试结果进行对比，验证模拟的准确性。
2. 优化建议：根据分析结果，提出对旋轴流风机的优化建议，如调整叶片角度、改变叶片数量、优化转速等。
3. 影响因素探讨：进一步探讨影响对旋轴流风机性能的其他因素，如进口气流分布、出口压力等。
《基于正交试验法的对旋轴流风机CFD数值模拟分析》
《基于正交试验法的对旋轴流风机CFD数值模拟分析》篇一一、引言随着计算流体动力学（CFD）技术的发展，对旋轴流风机的数值模拟已成为风力机械领域的重要研究内容。
对旋轴流风机作为高效、低噪音的风机类型，其性能的优化与改进对于提高风力发电效率、降低能耗具有重要意义。
本文采用正交试验法，结合CFD技术，对旋轴流风机进行数值模拟分析，旨在为风机的优化设计提供理论依据。
二、正交试验法原理正交试验法是一种通过设计多因素、多水平的试验方案，利用正交性从全面试验中挑选出部分代表性强的点进行试验，以达到既全面又省时的目的的方法。
该方法能够有效地分析和确定各因素对结果的影响程度，以及找出最佳参数组合。
三、CFD数值模拟方法CFD是一种通过计算机模拟流体流动的技术，它可以实现对复杂流场的可视化分析，以及对流场内物理量的定量描述。
本文利用CFD软件，采用k-ε湍流模型，对旋轴流风机进行三维数值模拟。
四、正交试验设计与数值模拟本文采用正交试验法，设计了包括风机转速、叶片安装角度、叶片数等关键参数的试验方案。
针对每个参数组合，进行CFD数值模拟，得到各工况下的流场分布、压力分布、速度分布等数据。
五、结果分析（一）流场分析通过对各工况下的流场进行分析，可以发现，风机的转速、叶片安装角度和叶片数对流场分布有显著影响。
合理的参数组合可以改善流场的均匀性，降低涡流和湍流强度，从而提高风机的运行效率。
（二）性能分析根据CFD模拟结果，可以得出各工况下的风机性能曲线，包括风量、风压、效率等参数。
通过对性能曲线的分析，可以找出最佳的性能参数组合，为风机的优化设计提供依据。
（三）正交试验结果分析利用正交试验法的极差分析和方差分析等方法，可以确定各因素对风机性能的影响程度。
通过对极差和方差的分析，可以找出主要影响因素和次要影响因素，为风机的优化设计提供指导。
六、结论本文采用正交试验法结合CFD技术，对旋轴流风机进行了数值模拟分析。
通过对流场和性能的分析，得出了各工况下的风机性能参数及最佳参数组合。
《基于正交试验法的对旋轴流风机CFD数值模拟分析》
《基于正交试验法的对旋轴流风机CFD数值模拟分析》篇一一、引言随着计算机技术的发展，CFD（计算流体动力学）数值模拟在风机设计、优化及性能预测等方面发挥着越来越重要的作用。
对旋轴流风机作为一种重要的通风和排风设备，其性能的准确预测和优化设计对于提高设备效率和节能减排具有重要意义。
本文采用正交试验法，结合CFD数值模拟技术，对旋轴流风机进行性能分析和优化设计。
二、正交试验法原理正交试验法是一种多因素优化的试验设计方法，通过合理安排少数典型试验点，能够找出多因素的最佳组合。
该方法通过正交表来安排试验，具有均衡分散性和整齐可比性等特点，适用于多变量、多水平的复杂系统。
三、对旋轴流风机CFD数值模拟本部分将对旋轴流风机进行三维建模，并利用CFD软件进行数值模拟。
首先，建立对旋轴流风机的三维模型，并对其进行网格划分。
其次，根据实际工况设定边界条件和流动参数。
最后，通过求解器进行数值模拟，得到风机的性能参数和流场分布。
四、正交试验设计与分析本部分将采用正交试验法，对影响对旋轴流风机性能的多个因素进行试验设计。
这些因素可能包括叶片角度、叶片数量、转速等。
通过合理安排这些因素的水平和组合，形成多个试验方案。
然后，利用CFD数值模拟技术对每个试验方案进行模拟分析，得到各方案的性能参数和流场分布。
五、结果与讨论根据正交试验结果，我们可以得到各因素对旋轴流风机性能的影响规律。
通过极差分析、方差分析等方法，可以确定各因素的主次关系和最佳水平组合。
此外，我们还可以通过对比模拟得到的性能参数和流场分布，评估各试验方案的优劣。
最后，根据分析结果，提出对旋轴流风机的优化设计方案。
六、结论本文采用正交试验法结合CFD数值模拟技术，对旋轴流风机进行了性能分析和优化设计。
通过正交试验设计，我们得到了各因素对旋轴流风机性能的影响规律，确定了最佳的水平组合。
同时，通过CFD数值模拟，我们得到了风机的性能参数和流场分布，为风机的优化设计提供了依据。
贯流风机流场模拟与性能分析
≤
‘＾
幽
曲线整体是上升的，即出口处各点流速均有所提
器
高，由此可知蜗舌间隙减小，出口流速增加。这正
是因为蜗舌间隙减小，偏心涡外移，从而使气流的
回流减少，提高了出口流量。
第４０卷第４期
图７不同蜗舌间隙对风扇出口流速的影响分布曲线
１．蜀＝１０蚴２．日＝１５ｍｍ ３．蜀＝２０ｍｍ ４．蜀２２４ｎｌｎｌ
：、
∞ ●
图１０为不同蜗壳间隙对风机出口流速的影响 分布曲线，其横坐标为出口处Ｙ方向坐标值，纵坐 标为速度值。图１０中曲线分别为蜗壳间隙６２＝９ ｉ／ｌｌｎ、 １５ ｔｕｒｎ、２５ ｉｌｌｎｌ、３２ １１３．１１１时计算结果。由图１０可 看出随着蜗壳间隙易的增加，出口流速曲线整体轻 微下降，即出口处各点流速均有所降低。由此可知 蜗壳间隙减小，出口流速也有所增加。另外将图１０ 与图３、７相比较可看出，图１０中曲线变化较小， 即蜗壳间隙对贯流风机出口流速的影响比进口角、 蜗舌间隙的影响要小。
第４０卷第４期 ２ ０ ０ ４年４月
机械工程学报
ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
ｖ０１．４０ Ｎｏ．４
Ａｐｒ．
２ ００ ４
贯流风机流场模拟与性能分析木
胡俊伟 丁国良 赵 力 张春路
（上海交通大学制冷与低温工程研究所上海２０００３０）
摘要：利用计算流体力学（ＣＦＤ）软件ＳＴＡＲ．ＣＤ对贯流风机内部气体流动进行了数值模拟，研究了贯流风机的流 动状态和结构参数变化对其产生的影响，分析了蜗舌间隙、进口角、蜗壳间隙、蜗舌位置角、出口角变化与贯 流风机进、出口流速间的关系，从中寻找出结构参数变化对贯流风机流场影响的规律。同时，还将模拟计算结 果与试验结果进行了比较，比较结果表明数值模拟的结果与试验结果基本吻合。 关键词：贯流风机ＣＦＤ结构参数数值模拟 中图分类号：ＴＨ４３２
空调用贯流风机的模拟与分析
空调用贯流风机的模拟与分析
罗亮;张师帅
【期刊名称】《风机技术》
【年(卷),期】2007(000)002
【摘要】采用FLUENT6.0软件,对空调用贯流风机进行了三维数值模拟,分析了贯流风机的内流特性,计算出贯流风机的外特性曲线,并与试验结果进行了对比,验证了CFD分析的可行性.
【总页数】3页(P8-10)
【作者】罗亮;张师帅
【作者单位】华中科技大学能源学院,武汉市,430074;华中科技大学能源学院,武汉市,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TH43
【相关文献】
1.空调用贯流风机进气状态对其性能的影响分析 [J], 伍礼兵;金滔;汤珂;陈建伟
2.空调用多翼离心通风机的模拟与分析 [J], 张师帅;秦松江;仇生生
3.基于CFD分析的空调用贯流风机的性能预测 [J], 张师帅;罗亮;李伟华
4.空调用贯流风机的内流模拟与性能研究 [J], 王军;吴苇;罗荣;游斌;吴克启
5.贯流风机流场模拟与性能分析 [J], 胡俊伟;丁国良;赵力;张春路
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大型贯流泵内部流动数值模拟和特性分析
３ 数值计算方法
３１ 控 制方 程 ．
进人孔 进 线孔
导叶段
图 １ 灯泡贾流泵装置结构图
十一五国家科技支撑计划 （０６ Ａ ０ Ａ ３；国家 自然科学 基金 （ ７ ９ ６ ） ２ ０ Ｂ Ｂ ４ ０） ５ ７ ００ ；国家科技 支撑计划 （ ０ Ｂ Ｄ １ ０ — ） ０ ２ ６ Ａ １Ｂ ７ ５；扬州大学研究 ０
５ 计算结果 与分析
图 ３为 灯 泡 贯 流 泵 的 纵 断 面 流 速 图 。 由 图 可 知 ，原方案 中前 置灯 泡 贯流泵 装置 进水 流道 内的 流
出 口条件 ：出口边界设置在 出水流道后加的一
段 出水 池 的出 口处 ，设 为 出 流条 件 （ｕｆ ｗ ，即 ｏｔｏ） ｌ
各变量沿水流方向的梯度为 ０ ，即 Ｏ ／ ＝ 。 ￣ Ｏ Ｏ ｎ
・
２・ ６
小 兼柱 采
２１年 １ ０ 第 期 ０
大型贯流泵 内部流动数值模拟和特性分析 木
金 燕 刘 超 汤方平 周济人
（ 扬州大学 江苏省水利动力工程重点实验室 ，江苏扬州 ；２５０ ２０９）
摘要 ：采用 Ｃ Ｄ软件对大型贯 流泵装置模型 （ Ｆ 包括叶轮、导叶和进 出水流道） 内部三维流速场进行计算分析和装 置性 能研究 ， 计算 了过流部件的水力损 失，分析了贯 流泵 内部流动特点及其与装置外特性的联 系。 此基础上 ， 在 对水泵
十如 一 如 （ ： 【 Ｏ＋ ｓ ３ 毒 ｋＧ。 ） ｛ ｋ Ｊ 】
十 ＝
ａｐ ） （ ｅ
一
（ 方案 ３ ｄ ）
＝
（ ｅ ）方案 ４
一
＋
毒 篝 告 １Ｇ 一
ｃ ， Ⅱ
灯泡贯流式水轮发电机通风系统流场的数值模拟
水轮 发电机 的通风 冷却情况 直接影 响到 电机 的
正 常运 行 ， 大 型 电机设 计 与制 造 中所 要考 虑 的重 是 要 问题之一 ． 泡贯流式 发 电机 布置 于水下 ， 灯 为使 水 轮 机转 轮得 到 良好 的水 力特 性 ， 要求 发 电机定 子铁 心 外 径小 ， 常规 立 式 发 电机 直 径 的 ６ ％～ ７ ％． 为 ０ ０ 因此 ， 造成 发电机铁 心长 度增加 ， 再加上 发 电机转 子 直径 小 ， 导致 所产 生 的风 压 不能 满足 发 电机 通 风冷 却 的要 求 ， 需要 采用强 迫循 环通 风方式 ［． 故 １ 对水轮 ］
ｔｍ ｉａ ｉ ｎ． ｉ ｚ ｔｏ
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｆｏｗ— ｌ ｙ ｏ ｅ ｒ ｔ ｒ；ｎｕ ｒｃ ｌｓｍｕｌｔｏ ｌ ｂｕ ｂ ｈ ｄｒ ｇ ｎｅ ａ ｏ ｍｅ ｉａ ｉ ａ ｉ ｎ；ｖｅ ｉ ｔｏ ｙｓ ｅ ；ｆｏ ｆｅｄ ｎｔｌ ｉ ｎ ｓ ｔ ｍ ａ ｌ ｗ ｉｌ
胡 玄 ，王凤 岐 ，郭 伟 ， 红静 许
（ 津大学 机械工程学院 ， 津 ３０７） 天 天 ０ ０ ２
摘 要 ：以计 算 流 体 力 学 （ Ｆ 软 件 Ｆ ＵＥ Ｃ Ｄ） Ｌ ＮＴ 为 工 具 ， 对灯 泡 贯 流 式 水 轮 发 电 机 通 风 系 统 的 流 场 进 行 数 值 模 拟 ． 建 立 了灯 泡 贯 流 式 水 轮 发 电 机 通 风 系 统 的 三 维 几 何 通 风 模 型 ， 标 准 —ｅ 流 模 型 作 为 气 流 的 物 理 模 型 ， 对 计 用 湍 并 算 出的 电 机 空气 风 量 分 配 情 况 与 实 测 数据 进 行 比 较 ， 证 了数 值 模 拟 的 可靠 性 ． 研 究 表 明 ， 合 理 的 简 化 条 件 下 ， 验 在 采 用 Ｃ Ｄ 能 准 确 地 模 拟 灯 泡 贯 流 式 水 轮 发 电 机 的 通 风 系统 流 场 ， 进 行 灯 泡 贯 流 式 水 轮 发 电 机 通 风 系 统 设 计 和 Ｆ 为 优 化提 供 有 效 的 依据 ．
风机流场的数值模拟
根据 计 算机 软 硬 件 的发 展 水平 ，以往 对 风 机 内部流 场 的模 拟仅 限于 其某 一部 分或 者利 用 二维 方 法 计 算 【ｌ Ｊ，但 计 算 结 果 往 往 不 能 完 全 吻 合 。 计算机软硬件的发展 ，大型商业化 ＣＦＤ软件 的出 现 ，给数值模拟工作带来 了很大的便利 ，利用商业 ＣＦＤ软件对 风 机 的全 三 维流 场进 行模 拟 已越来 越 普 遍 ［ ｌＯ］。
图 ２是 风 机 叶 轮 中截 面上 的速 度 分 布 ，从 图 中可 以看 出 ，在 风 机 叶 轮 的 叶 面靠 近 叶 轮 外 缘 处 速 度很 大 ；就整 个风 机 叶轮 的速度 分 布来说 ，在 靠 近 蜗壳 出 口处 的叶 轮通 道 内的速 度分 布与 其他 部 分 的 叶轮通 道 内 速 度分 布 明显 不 同 ，因此 计 算 风 机叶轮通道流场的时候 ，每个叶轮通道都是相 同 的假设 在 这 几 个 通 道 内是 有 误 差 的。 同样 的 ，气 体在 蜗壳 内的速 度分 布除 了在 靠近 出 口处 明显 不 均外 ，其余部分大小差别不是很大。
ｌ０
ＦＬＵＩＤ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ
维普资讯
ｖｏ１．３４，Ｎｏ．４，２Ｏ０６
风 机 流 场 的数 值 模 拟
ห้องสมุดไป่ตู้
李 建锋 。吕俊 复
（清华大学 ，北京 １ＯＯＯ８４）
摘 要 ： 应用计算流体力学软件 Ｆｌｕｅｎｔ对 ９—２６型高压离心 风机 内部的三维气体流动进行 了数值模拟 与分 析。计算 中
．
ｃａｌｅｎｄａｒｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ａＩｅ ｖｅｒｙ ｈｅｌｐｆｕｌ ｆｏｒ ｐｅｏｐｌｅ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｆ ｌｏｗ ｐａｔｔｅｒ ｎ ｉｎ ｔｈｅ ｂｌｏｗｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： 咖 耐 ｂｌｏｗｅｒ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＣＦＤ
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参考文献 ……………………………………………………………… 30
致谢
§1.1问题背景
贯流风机是一类特殊的通风机械，与离心式风机、轴流式风机相比较，贯流
风机具有结构简单、体积小、产生的气流平稳、动压系数较高而作用距离较长及噪声低等特点，近来被广泛应用于家用电器和空调设备等低压通风换气的场合，特别是在分体式空调的室内机中。然而由于贯流风机的特殊结构，加上其流动的非对称性与复杂性，使得对其性能的影响因素不甚明了，至今没有公认的设计理论。目前，国内的很多空调厂家都直接引进国外成熟的技术，进行COPY，独立开发的新产品很少，即使凭经验采用实验手段进行开发尝试，也会因为模具成本过高、开发周期过长而造成了巨大的浪费，显然不能满足国内空调市场对其性能提出的要求，更阻碍了国内空调厂家参与国际竞争。因此，对贯流风机的流场从理论上进行分析，搞清其性能的影响因素已成为迫切需要。
In this thesis, we want to supply a new method for the design of Cross-Flow fan, using the numerical simulation.
Keyword:Cross-Flow fan, numerical simulation, unstructured grid, pressure field, velocity field.
At the same time, we simulated the flow-field of the Double-Fan model, and compared with the result of experiment. We found that the result of simulation is according with experiment.
§3.1.1 结构的简化和求解区域的划分………………… 11
§3.1.2 求解区域网格的划分 …………………………… 12
§ 3.2 求解方法与过程 …………………………………………… 14
第四章 计算结果与分析 …………………………………………… 15
§ 4.1 压力场的结果与分析 ……………………………………… 15
摘要
第一章绪论………………………………………………………… 1
§ 1.1 问题背景 …………………………………………………… 1
§ 1.2 数值计算方法 ……………………………………………… 2
§ 1.3 本文的主要工作 ……………………………………………3
第二章 贯流风机的工作原理 ……………………………………… 4
中国科学技术大学
本科毕业论文
本科生姓名
指导教师姓名
专业
学制
学号
论文题目贯流风机的数值模拟
二零**年六月Hale Waihona Puke 20**年5月20日摘
贯流风机以其流量大，低噪声，送风平稳等优良特性在空调设备和小型送风
设备中广为应用。本文针对家用壁挂式空调器室内机部分，采用贯流风机进行送风的特点，运用FLUENT软件，对2D贯流风机流场模型进行了较成功的数值模拟计算。并与实验和他人的计算结果进行了比较，与实验结果吻合。
同时，对双叶轮风机的流场模型进行了数值计算，并与实验数据进行了比较。对比发现，计算结果与实验结果相吻合。
本文试图通过数值模拟的方法，为贯流风机的设计提供新的方法。
关键词：贯流风机、数值模拟、非结构网格、压力场、速度场。
Abstract
Since its well compact design and low noise characteristics, Cross-Flow fan are increasingly used in rear cooling units of minivans. In this thesis, for using the Cross-Flow fan to send air in the family hanging air conditioner, we use the FLUENT software to simulate the flow-field of 2D Cross-Flow fan. And the numerical simulation work was successfully done. Compared with the result of experiment and of other’s, this result of numerical simulation is according with the experiment.
§2.1风机的概述………………………………………………… 4
§2.2贯流式风机的工作原理 …………………………………… 5
§2.3贯流式风机叶轮内的流动分析 …………………………… 9
第三章数值计算…………………………………………………… 11
§3.1模型的建立及网格的划分 ………………………………… 11
§ 5.2 双风机系统的数值计算与结果分析 ……………………… 21
§ 5.2.1 数值计算 ………………………………………… 21
§ 5.2.2 计算结果及分析 ………………………………… 23
§5.3 小结 ………………………………………………………… 27
第六章 经验与总结 ………………………………………………… 28
§ 4.2 流场的结果与分析 ………………………………………… 16
§ 4.3 流量的分析 ………………………………………………… 19
§ 4.4 小结 ………………………………………………………… 19
第五章 双风机的数值计算与结果分析 …………………………… 20
§ 5.1 工业背景 …………………………………………………… 20