变工况下对旋风机的数值模拟实验.pdf

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1、第34卷第9期华中科技大学学报自然科学版Vol.34No.9Z006年9月J.~uazhongUniv.ofSci.Tech.NatureScienceEditionSep.Z006变工况下对旋风机的数值模拟实验王军肖朋!华中科技大学能源与动力工程学院"湖北武汉430074#摘要!以对旋风机为模型使用Fluent软件对模型风机内部流场进行数值模拟.控制方程基于求解三维雷诺平均守恒型定常Navier-StokesN-S方程选用Realizablea-E湍流模型近壁区域采用标准壁面函数给出了求解的网格边界条件特别分

2、析了两级叶轮间界面上数据传递的处理方法利用该数值模拟方法分析在不同转速比的变工况下内流特征为两级叶轮的匹配提供了数值实验依据.设计工况下性能CFD预测结果和实验气动性能结果相符合表明所用的数值模拟方法进行性能预测有较高的精度和可靠性同时为内部流动优化提供依据是同类风机性能优化的一种有效方法.关键词!对旋风机变工况数值模拟中图分类号!T~43文献标识码!A文章编号!1671-451ZZ00609-0081-04Numericalsimulationofacounter-rotatingaxialflowfanin

3、designoroff-designconditionsWangJunXiaoPengCollegeofEnergyandPoWerEngineering~uazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074ChinaAbstractTheinnerfloWfieldofacounter-rotatingaxialfanmodeWasnumericallysimulatedbyusingFluent.inthenumericalcalculations3dReyn

4、oldsaveragesteadyNavier-StockseCuationsRealizable-EturbulentmodelandstandardWallfunctionWithinnearWallzoneWereused.introducedthesol-vingprocessthesimulationmeshtheboundaryconditionandtreatmentmethodoftheplanebetWeentWostages.ThecharacteristicoftheinnerfloWfi

5、eldindesignoroff-designconditionsisshoWedandtheperformanceofthefanispredicted.ThecomputedresultshoWsthattheperformancepredictionbynumericalmethodhasgoodprecisionandreliabilityanditisavailableforoptimizingtheperformanceandothers.Keywordscounter-rotatingfandes

6、ignoroff-designconditionsnumericalsimulation文献1~4对轴流风机及对旋式风机的模拟数值模拟方法分析给出了一些方法和结论分析了轴向间距及非设计点内流变化.本文使用Fluent软件对一种对旋风机是叶轮机械中较为特殊的一种设计对旋风机模型进行三维全流道数值计算探讨不方案其特殊的动动叶栅级增加了内流分析的复同转速比下的性能变化以及不同转速比下前叶杂性.由于两级动叶排间的相对运动在数值模拟片出口气流速度的分布特征这对研究内流机理中如何在两动叶排的计算域划分边界实现数据优化改善对

7、旋风机非设计工况下的性能有重要的有效传递是本文研究的重点.的意义.收稿日期!Z005-10-08.作者简介!王军1963-男博士武汉华中科技大学能源与动力工程学院430074.E-mailWangjhust@163.com基金项目!华中科技大学重点基础研究基金资助项目Z003.8Z华中科技大学学报自然科学版第34卷.计算模型轮区域和静区入口扩压器蜗壳区域等的流本文研究的对旋风机模型选用文献5中结动问题或者计算域存在不同旋转速度的区域的流构参数及气动性能数据较为齐全的OB-84-84B动问题Fluent提供了三种

8、处理模型多参考系模型机.图1所示为本文研究的对旋风机结构简模型混合平面模型和滑移网格模型.其中滑移图图中1为集流器Z为扩压器R为第一级工网格模型主要用于动静干涉作用很强的非稳态计1作轮R为第二级工作轮S为两级叶轮间距.其算可以提供更加准确的流场分布但需要耗费巨Z中电机与工作轮直联前后两级工作轮的旋转方大的计算机内存与时间.在多参考系模型中根据向相反.对旋风机模型机的基本设计参数为流量不