流场模拟
流场模拟
风机的流场模拟紊流模型采用RNGκ-ε模型,稳态、隐式、非耦合求解.模型边界包含旋转的动边界和静止不动的静边界,因此将整个计算区域划分成旋转流体区和非旋转流体区两个子区域.两者之间的耦合采用移动参考坐标系模型MRF.MRF模型把风道内流场简化为叶片在某一位置的瞬时流场,将非定常问题用定常方法计算.气流进、出口取压力边界条件,定义进、出口初始压力相对大气压力为0,即没有附加的压力作用.
简介
流场模拟是利用计算流体动力学研究流体运动性质的必要前提。
意义
风机作为一种通用机械广泛应用于国民经济的各个方面,其内部流场的流动状况以及由此产生的噪声水平直接决定了风机的性能与应用,因此弄清风机内部流场对改进和开发高性能的风机产品有着非常重要的意义。
由于风机流场动力规律的复杂性,以及实验成本、条件的限制,基于CFD理论的风机流场模拟被逐渐采用,成为了解优化风机流场、噪声预估的重要手段.对于风机的模拟大多集中在对风机流场的模拟和了解流场内流体的运动规律上。
数值模拟
分级机的流场特性是决定分级性能的决定因素。目前,由于现有测试技术和手段的限制,一般采用计算机软件对流场进行数值模拟来获得流场特性。所谓流场的数值模拟是指采用数学和流体力学方法对分级机的流场进行模拟计算,从而对一些难以用试验手段测试的流场特性进行预报,即分级机内颗粒的速度及压强的分布,湍流强度和尺度的分布,组分浓度场,浓度分布等。
利用 Fluent 软件建立了分级机的三维模型,对其内部三维旋转流场进行了模拟计算,得出不同工况下分级机内部流场的分布情况,并采用激光多普勒测速仪测量了转笼叶片间的流场,测量结果与模拟结果相一致,并得出:在一定的风速下,当环形区靠近转笼边缘处气流的切向速度与转笼外缘切向速度相近时,存在一个临界转速使叶片间的流场最稳定,分级效果最好。
模型
风机的流场模拟紊流模型采用RNG κ-ε模型,稳态、隐式、非耦合求解.模型边界包含旋转的动边界和静止不动的静边界,因此将整个计算区域划分成旋转流体区和非旋转流体区两个子区域.两者之间的耦合采用移动参考坐标系模型MRF.MRF模型把风道内流场简化为叶片在某一位置的瞬时流场,将非定常问题用定常方法计算.气流进、出口取压力边界条件,定义进、出口初始压力相对大气压力为0,即没有附加的压力作用。
风机叶片所产生的宽带噪声主要是由于叶片尾缘处涡脱落而作用于叶片的升力所引起的,叶片前任何大尺度紊流将产生附加升力脉动,从而使宽带噪声辐射明显增加.为了降低风机的紊流噪声,采用了对风机叶片穿孔的方法.风机工作叶片尾缘处因为紊流而产生了旋涡分离,形成分离区.采用叶片穿孔的方法使部分气流自叶片下表面流向叶片上表面,促使分离点向下移动,从而减少了叶片尾缘处的分离区的尺寸大小以及紊流强度。
最新修订时间:2022-08-25 12:32
目录
概述
简介
意义
数值模拟
参考资料