基于數(shù)值模擬的無葉風扇流場特性研究.pdf

1、無葉風扇以其獨特的造型以及高效的通風性能為世人所熟知，其安全性與創(chuàng)造性的設計，對風扇行業(yè)產生了較大的影響。目前國內外對無葉風扇整機的研究較少，且對無葉風扇結構改進的進展也不深入。因此無葉風扇整機研究與無葉風扇性能提升，成為了研究的方向。
　　本文以無葉風扇為研究對象，建立并數(shù)值模擬了無葉風扇整機與外部流域，驗證并解釋了流量倍增。以無葉風扇原型為基礎，建立了三組不同進口位置分流葉片葉輪無葉風扇模型并進行三維流場計算，分析內部與外部流

2、場特性。為捕捉科恩達面流動細節(jié)與曲率情況，改變科恩達面曲率建立不同模型進行了二維數(shù)值模擬，并對比分析了流動細節(jié)。將較優(yōu)的分流葉片渦輪模型與科恩達面模型整合，提出一個優(yōu)化模型，進行三維數(shù)值模擬之后結果與原型流場情況對比。主要內容如下：
　　(1)根據無葉風扇各部分結構特征，采用針對性的網格劃分。采用不同的湍流模型數(shù)值模擬，并設計了4組不同計算區(qū)域的無葉風扇模型進行數(shù)值模擬，選擇了適合于無葉風扇的湍流模型與計算區(qū)域。采用數(shù)值模擬驗證無

3、葉風扇流量倍增，并用公式從理論的角度闡述無葉風扇流量倍增原因。
　　(2)設計3組不同進口位置分流葉片斜流葉輪的風扇模型，模擬研究了其外部流場與內部流場的流動特性。研究結果表明：分流葉片的添加可提升風扇內部流動性能，并影響外部流量變化，1/4弦長進口模型與3/4弦長進口模型流動性能最佳。
　　(3)在合理曲率范圍內，建立并模擬了6種不同曲率科恩達面二維模型（包括原型），通過速度、壓力、流線等進行分析結果，獲得最優(yōu)模型。并且確