许多工程问题设计旋转流动区域,离心式鼓风机便是其中一个典型的例子。当旋转部件(如风机叶片、轮毂和轴等)以一定的角速度旋转,如果机匣、管壁等部件结构为相同的旋转轴旋成特征,计算域则可以采用单一旋转坐标系来求解。但当不同部件旋转轴不与叶轮转轴一致,甚至有些部件不存在旋转特征(如带蜗壳的风机),则计算域需要分成旋转域和静止域两部分来处理。本算例使用ANSYS Fluent 19.0软件,对离心式鼓风机内流动进行仿真,文档内包含详细的网格导入、模型选择、材料物性、边界条件、求解参数、后处理的设置。通过仿真计算实现整机的仿真计算: 本算例仿真结构为2D离心式风机,如下图所示。叶轮总共包含32个叶片,叶片弦长为13.5mm。叶片安装在距离旋转中心约56.5mm处。风机进口总压为200Pa,蜗壳出口通大气。叶片以261rad/s的转速转动,流动假设为湍流流动。
3.1. 创建工作目录并启动Fluent 在硬盘上创建英文名称的文件夹(例如Blower),将网格文件blower.msh拷贝至该目录下。启动Fluent 19.0,在Fluent Launcher中,Dimension选择2D,Display Options中勾选Display Mesh After Reading和Workbench Color Scheme,Processing Options选择Serial,设置使用单核计算(用户可以根据现有的硬件资源和License授权酌情选择合适的并行数),更改Working Directory路径至该网格文件目录下,点击OK启动Fluent 19.0。
3.6.1. 设置叶轮旋转域 在Cell Zone Conditions的Task Page中选中fluid-13,点击【Edit…】,在弹出的Fluid窗口中,设置Material Name为air。勾选Frame Motion,确保Relation-Axis Origin坐标为0,0。设置Rotational Velocity下Speed为261 rad/s。点击OK确认设置。
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