应用动网格技术模拟分析滚动转子压缩机的瞬态流动.pdf

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1、2010年第38卷第1期流体机械文章编号：1005--0329(2010)01—0ol1—04应用动网格技术模拟分析滚动转子压缩机的瞬态流动黄思，杨国蟒，苏丽娟(华南理工大学，广东广州510640)摘要：滚动转子式压缩机是通过偏心转子的转动与滑动档板的平动，完成吸气、压缩、排气等功能。本文采用局部弹性变形与网格重组的CFD动网格技术，对制冷型滚动转子压缩机瞬时动态流场进行了数值模拟。可以计算压缩理想气体为工作介质，满足流体控制方程及气体状态方程，湍流模型采用标准k—e模型。计算得到了压缩机主要性能参数随时间变化的谐波规律、流场分布及压力分布，观测到滚动转子式压缩

2、机内旋涡生成、运动、增大或缩小等现象。关键词：滚动转子压缩机；动网格技术；动态流场；数值模拟中图分类号：TH3文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．01．004NumericalSimulationforTransientFlowinaRotaryCompressorUsingDynamicMeshTechniqueHUANGSi，YANGGuo—mang，SULi-juan(SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Arotaryc

3、ompressorachievesitssuction，compression，exhaustandotherfunctionsbyrotationoftheeccentricrotorandtranslationoftheslidingflapper．Inthiswork，anumericalsimulationtothetransientflowfieldoftherefrigeratingrotarycompressorisperformedbylocaldeformationcoupledwithremeshinginCFDdynamicmeshtech

4、nique．Inthesimulation，airistreatedasacompressibleidealgas，and~llowstheflowgoverningequationsaswellastheequationofgasstate．Thestandardk—emodelisusedforturbulentmode1．Thetime—periodicflowcharacteristics，flowfieldandpressuredistributionoftherotarycorn—pressorareanalyzed．Thegeneration，mo

5、tionandsizechangeofthevorticesinsidetherotarycompressorcouldbevisualizedfromthesimulation．Keywords：rotarycompressor；dynamicmeshtechnique；transientflowfield；numericalsimulation1前言进行了能量分析并建立压缩机的传热数学模型¨。但这些理论模型受各自简化假设的局滚动转子式压缩机以其体积小、结构简单、运限，较难满足滚动转子压缩机流场的一般规律。转平稳和噪声低等特点，近年来广泛应用于空调、随着计算机

6、技术的快速发展，运用计算流体力学热泵和冰箱等设备。其是利用气缸内偏心转子的(CFD)研究具有周期短、信息完整、可视化程度转动结合滑动档板，使月牙形空腔体积作周期性高、能模拟复杂和理想过程等优点；可同时获得相变化，从而实现吸气、压缩、排气和余隙膨胀的循关变量的详细信息以及潜在的物理过程。本文将环过程，如图1所示。CFD的动网格技术应用于滚动转子式压缩机内部滚动转子式压缩机的流动传热过程非常复流场的动态数值模拟，为滚动转子式压缩机优化杂，许多学者为此做了大量的工作，对各热力过程设计及应用提供参考。收稿日期：20o9—7一lO12FLUIDMACHINERYVo1．3

7、8，No．1，2010——气体常数动档板B，——体积力3计算方法，口]摩3．1时间几何参数及边界条件设置偏心转子的旋转角速度to与转速几的关系：甜=(5)根据文献[1、2]，滑动档板运动速度近似为：etoesin(tot)+sin2(to￡)](6)图1滚动转子式压缩机工作原理式中R——气缸半径，mm，取R=50rame——转子偏心距，mm，取e=14ram2气体流动的控制方程偏心转子的转速凡=1500r／min，旋转周期为T=0．04s，选取时间步长At=0．O0005s。设置进设压缩机内气体为可压缩理想气体，其工作出口为压力边界条件，环境温度及固体边界温度过

8、程属于流动与传热的耦合问