軸流風(fēng)機(jī)是一種性能優(yōu)異并且適合大流量場合的流體機(jī)械,在很多行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。軸流風(fēng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計也一直備受風(fēng)機(jī)設(shè)計者的歡迎。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,利用計算機(jī)輔助設(shè)計軸流風(fēng)機(jī)已經(jīng)成為一種趨勢。本文在給定流量和全壓的情況下,以地鐵軸流通風(fēng)機(jī)為例,分別用等環(huán)量方法和最優(yōu)化方法設(shè)計的葉片扭曲規(guī)律。采用GAMBIT軟件建立數(shù)值模型,并對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,再用CFD軟件——FLUENT對兩個模型進(jìn)行流場模擬計算,改變流量得到不同工況下模型的全壓、有效功率和效率性能曲線圖,然后分別對兩個模型的性能曲線進(jìn)行對比,比較兩種設(shè)計方法的不同,以便摸索出更好的葉片設(shè)計方法,最后對模型效果圖進(jìn)行分析,觀察速度和壓力的變化情況。軸流通風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬不僅可以解釋很多性能參數(shù)的變化情況,對吹風(fēng)實驗以及生產(chǎn)都有很好的指導(dǎo)作用。課題中,對分別采用最優(yōu)化方法與等環(huán)量方法設(shè)計軸流風(fēng)機(jī)得到的風(fēng)機(jī)全壓對比圖,有效功率對比圖以及風(fēng)機(jī)全壓效率對比圖進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)最優(yōu)化方法在提高效率,降低軸功率方面都要好于等環(huán)量設(shè)計方法。此外,對風(fēng)機(jī)內(nèi)部壓力分布和速度分布進(jìn)行分析,用圖示的方法解釋了葉輪擴(kuò)壓,圓柱面假設(shè)等一些現(xiàn)象和理論。對應(yīng)用FLUE... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

機(jī)翼繞流流動示意圖

4.1.1地鐵通風(fēng)機(jī)的建模分別根據(jù)等環(huán)量方法和最優(yōu)化方法計算結(jié)果建立模擬計算的數(shù)學(xué)模型，利用GAMBIT軟件畫出地鐵軸流通風(fēng)機(jī)圖形。如圖4.1為等環(huán)量方法設(shè)計的風(fēng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu);圖4.2為最優(yōu)化方法設(shè)計的風(fēng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu):圖4.1等環(huán)量法設(shè)計模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 F194.1InsideframediagramofmodelWith equalcirculationmethod圖4.2最優(yōu)化方法設(shè)計模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 Fig4.2Insideframediagramofmodelwith oPtimizationmethod 4.1.2地鐵軸流風(fēng)機(jī)的網(wǎng)格劃分首先將圖形導(dǎo)入GAMBIT，由于模型比較復(fù)雜，利用布爾運(yùn)算把模型分成四個部分，依次為集流器區(qū)、葉輪區(qū)和后導(dǎo)流器區(qū)，三個部分。采用Tgrid網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格質(zhì)量的好壞最終會影響數(shù)值模擬最終結(jié)果的好壞。高質(zhì)量的網(wǎng)格是實現(xiàn)數(shù)值模擬成功的首要條件。過疏或過密的網(wǎng)格都會極大影響計算結(jié)果。過疏的網(wǎng)格往往會得不到精確甚至完全錯誤的結(jié)果;過密的網(wǎng)格會使計算量增大，使計算難以收斂。通過反復(fù)試算，選擇在內(nèi)部流場所包圍的范圍網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間距設(shè)定為15mm，集流罩區(qū)域則設(shè)定為30mm。網(wǎng)格劃分實物圖分別為圖4.3和圖4.4。等環(huán)量法具體網(wǎng)格數(shù)為:集流器區(qū)，55972個;葉輪區(qū)，195187個;后導(dǎo)流器區(qū)253517一39一

分別根據(jù)等環(huán)量方法和最優(yōu)化方法計算結(jié)果建立模擬計算的數(shù)學(xué)模型，利用GAMBIT軟件畫出地鐵軸流通風(fēng)機(jī)圖形。如圖4.1為等環(huán)量方法設(shè)計的風(fēng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu);圖4.2為最優(yōu)化方法設(shè)計的風(fēng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu):圖4.1等環(huán)量法設(shè)計模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 F194.1InsideframediagramofmodelWith equalcirculationmethod圖4.2最優(yōu)化方法設(shè)計模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 Fig4.2Insideframediagramofmodelwith oPtimizationmethod 4.1.2地鐵軸流風(fēng)機(jī)的網(wǎng)格劃分首先將圖形導(dǎo)入GAMBIT，由于模型比較復(fù)雜，利用布爾運(yùn)算把模型分成四個部分，依次為集流器區(qū)、葉輪區(qū)和后導(dǎo)流器區(qū)，三個部分。采用Tgrid網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格質(zhì)量的好壞最終會影響數(shù)值模擬最終結(jié)果的好壞。高質(zhì)量的網(wǎng)格是實現(xiàn)數(shù)值模擬成功的首要條件。過疏或過密的網(wǎng)格都會極大影響計算結(jié)果。過疏的網(wǎng)格往往會得不到精確甚至完全錯誤的結(jié)果;過密的網(wǎng)格會使計算量增大，使計算難以收斂。通過反復(fù)試算，選擇在內(nèi)部流場所包圍的范圍網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間距設(shè)定為15mm，集流罩區(qū)域則設(shè)定為30mm。網(wǎng)格劃分實物圖分別為圖4.3和圖4.4。等環(huán)量法具體網(wǎng)格數(shù)為:集流器區(qū)，55972個;葉輪區(qū)，195187個;后導(dǎo)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3042758