基于CFD仿真的平地机冷却风扇性能分析与改进

为提高冷却风扇的工作性能,改善空气流动状态,结合国内某350马力平地机用冷却风扇,建立三维模型,将其置于风道内进行仿真分析,对比实验数据与仿真结果;采用变环量设计法对原有风扇进行重新设计,将两种风扇仿真结果进行对比。结果表明:与实验数据相比,原风扇在静压、静压效率上最大误差分别为8.35%、2.34%,均在可接受范围内,验证了仿真的可行性;当流量达到9.87m~3/s时,新风扇的静压、静压效率较原风扇分别提高了3.33%、2.15%,轴功率下降了0.46kW。     

基于计算流体力学汽车冷却风扇优化设计

发动机是汽车的动力源,而冷却风扇是发动机正常工作的重要保证。基于计算流体力学分析方法,对影响冷却风扇性能的结构参数进行分析,对冷却风扇进行优化设计。建立不同轮毂比、叶片数等的三维模型,利用计算流体力学软件FLUENT对模型进行流场分析,选取入口静压、空气流量、有效功率等参数的变化规律进行对比分析,并采用正交分析法分析二者综合作用下冷却风扇结构参数的最优值。选取优化后冷却风扇轮毂比为0.45、风扇叶片10片,采用风洞试验和发动机台架试验对比优化前后冷却风扇性能变化,并对仿真分析的准确性进行验证。结果可知,优化设计后冷却性能变化明显,仿真与试验误差在5%以内,研究方法和结论可以作为设计生产的参考依据。     

基于流固耦合仿真的小型轴流风扇优化设计

为了解决某初步设计的轴流吹风机出风口流量较小的问题,本文对轴流风扇了进行优化设计,最终将风扇叶片翼型由NACA4409翼型改为AH79-100C翼型,叶片安装角由30°增大为32.5°,设计叶片后弯角为8°。基于计算流体力学理论,建立了轴流吹风机流场和轴流风扇风道流场的数值计算模型,运用Fluent软件进行流场数值仿真。基于 ANSYS 软件的Workbench平台,利用流固耦合仿真分析方法对优化后的轴流风扇进行结构分析,校核了新风扇的强度。数值仿真结果表明：仿真结果与企业实验测试结果相符,优化后的轴流吹风机出口流量较优化前增加了10.59%,新风扇轴功率满足企业要求,强度也满足设计要求,总体达到了优化目标。     

XBF多翼离心风机的结构改进与试验研究

针对一款多翼离心风机存在效率低、噪声大的问题,对其叶片出口安装角和蜗壳进行结构改进,制作新的样机模型,并对原风机模型和新样机进行性能测试对比。结果表明,新风机在气动性能和噪声性能上都有了较大改善,达到了国家一级能效标准。     

大转角超低展弦比扩压叶栅流场数值模拟及分析

大转角、超低展弦比叶栅在工程中,多应用于离心压气机轴流扩压器部分,该叶栅上下端壁附面层影响严重,通常存在流动分离现象。通过NUMECA软件对7种叶型叶栅的流场进行数值模拟,分析了各个叶型叶栅在相同进口条件下的不同性能参数,归纳了其原因,找到了性能最好的叶型,得出的结论是叶根到叶尖全部前加载叶型性能最好。     

基于数据挖掘方法的压缩机二元叶轮优化研究

以离心压缩机后弯叶轮叶片进口宽度、出口宽度、进口安装角和出口安装角作为设计变量;质量流量、等熵效率和能量头作为性能参数。通过拉丁抽样选取40个样本点,分别在NUMECA软件中计算。采用数据挖掘的方法对计算结果进行分析,得到设计变量对性能参数的影响关系,并确定最优设计参数。结果显示,在流量一定的情况下,对比原始模型及优化模型,二元叶轮的等熵效率提升3.84%,压比提高1.58%。     

舰船显控台冷却风扇噪声控制与仿真优化研究

显控台是舰船电子信息系统的重要组成部分。为研究舰船显控台冷却风扇噪声特性,有效控制冷却风扇噪声值,首先对冷却风扇噪声源进行理论分析,采用频谱试验方法对显控台冷却风扇噪声进行识别;然后从冷却风扇的结构参数、性能参数和空间匹配参数优化入手,提出冷却风扇优化设计和噪声控制方法;最后运用声学仿真的方法对比分析优化后冷却风扇与原冷却风扇的气动声学性能,得出优化后的冷却风扇的噪声声压级比原风扇降低了6.6 dB。该研究降低了舰船显控台冷却风扇的噪声,可为风扇的声学降噪设计提供可靠的分析和指导。     

基于多学科协同仿真的液压系统性能匹配研究

针对正铲挖掘机液压系统与工作装置负载的性能匹配问题,提出了多学科协同仿真方法,并应用于整机系统的性能仿真研究。为准确模拟挖掘机工作过程中各子系统的性能参数变化,基于多刚体动力学软件ADAMS建立了工作装置的机构仿真模型,并利用离散元仿真软件EDEM模拟了挖掘机不同进给深度的实际挖掘负载;然后,根据液压系统原理及控制方式,以AMESim为主仿真平台,建立了复合控制泵模型;最后,构建了全系统机液协同仿真模型。分别对液压系统工作过程中液压泵和各液压缸的性能参数进行了仿真验证,并模拟了不同挖掘负载对液压系统性能参数的影响变化。研究结果表明,该协同仿真方法能够用于对复杂系统进行准确、有效地建模,并验证了所设计的液压系统在多变负载工况下性能匹配参数的合理性。     

大流量系数离心压缩机模型级数值模拟精度研究

以某大流量系数离心压缩机模型级为研究对象,采用NUMECA FINE/Turbo软件对其进行数值模拟并与模型级性能试验结果进行比较,给出了网格数量、湍流模型及盖盘侧间隙等因素对数值模拟精度的影响。     

发动机冷却风扇性能的优化设计研究

针对面向性能的发动机冷却风扇叶片几何形状优化的问题,将参数化建模技术应用到对冷却风扇叶片安装角的描述中,建立了冷却风扇的参数化模型,以多学科优化平台Isight和商业流体模拟软件Fluent为基础,建立了一种模型参数化、网格划分、CFD分析和多目标优化相结合的发动机冷却风扇优化集成平台,并运用非支配排序遗传算法对冷却风扇进行了优化。对优化结果与试验结果进行了对比,分析了冷却风扇的内部流场。研究结果表明,优化后的风扇模型静压提高了12.840 6%,动压和风扇效率也有所提高,冷却风扇的整体性能得到了优化。     

防涡圈对离心风机性能影响的探讨

针对某离心通风机模型,研究了防涡圈对风机性能的影响。数值模拟和试验结果都说明了加装防涡圈后全压升和效率有所下降,这与以往的认知不完全一致。设计工况下,未加装防涡圈的通风机全压升比加装长防涡圈的风机高出约4%,效率高出约3%,内泄漏情况也会随防涡圈长度的增加变得严重;从内部流场可以看出,加装防涡圈减小了蜗壳内部的扩压空间,叶轮出口大尺度漩涡更加剧烈,影响了叶轮出口气流方向,并在叶轮出口产生回流现象,降低了通风机的全压和效率。因此认为对于不同压力系数和流量系数的风机,防涡圈对风机性能的影响规律是不一样的。     

串列叶片对离心风机叶轮性能及内部流场的影响

对串列叶片式离心风机叶轮的内部流场采用NUMECA软件进行了数值模拟研究,分析了串列叶轮不同相对周向位置因子对离心叶轮性能的影响,并对串列叶轮与原始叶轮进行了详细的流场对比分析。结果表明:相对周向位置因子对离心叶轮性能影响较大,当相对周向位置因子取0.05⁰.20时串列叶轮在性能上均有所提高且取0.10时性能达到最好;串列叶片能有效地削弱叶轮出口射流-尾迹结构对流场的影响,改善叶轮出口的速度均匀性,对控制风机的气动噪声有十分有利的影响。     

小流量工况下通风机进气风室静压测量的研究

利用GB/T1236-2000标准中规定的A型进气风室研究在小流量区域内测试离心和轴流通风机流通特性时,其流场的分布以及在静压测试中出现的问题.通过实验发现在离心风机测量截面上静压存在波动,轴流风机静压沿着径向分布存在差别,分析影响其静压分布的因素并提出相应的对策.     

工业通风机性能测试中喷嘴的选择

采用进气风室试验装置对离心风机进行性能测试,研究单喷嘴和组合喷嘴测试同一风机所导致的测量结果偏差大小及其分布规律。试验结果表明：选择不同的喷嘴会导致同一流量下风机的静压和风机的效率产生偏差,喷嘴的流通面积小,则静压测试结果偏大,风机效率偏高。     

多翼离心风机叶轮的正交设计与试验分析

风机叶轮是吸油烟机的核心部件,每次吸油烟机的更新换代都离不开多翼风机叶轮结构改型,因而对叶轮结构参数的优化对吸油烟机的风量、风压等性能指标的改善提升有着重要意义。本文利用CFD方法结合正交表对吸油烟机用多翼叶离心风机叶轮的关键参数进行优化,计算了多个工况点的值,并且将仿真结果与试验结果进行了对比,验证了模型的可靠性,为后续方案改进评估提供依据,随后以全压为优化目标,选定叶轮4个关键参数,并利用正交法生成了叶轮参数组合,通过仿真计算及对结果的极差法分析,得出了相对最优组合,绘制了P-Q曲线,并且加工了优化前后的实物叶轮,进行了风量风压测试,测试结果与仿真结果趋势一致,整体性能数据比较吻合,达到了既定的优化目标,同时验证了仿真结果的可靠性。本研究方法可快速准确获得最优方案,对类似产品的设计具有借鉴意义。     

离心通风机叶轮内部流场数值模拟

采用流体计算软件NUMECA,对一离心通风机叶轮进行了数值计算。结果表明叶轮设计流量大于系统所需流量,实际工作时叶轮在失速工况下运行,内部的流动分离现象十分严重。     

叶片打孔对离心风机噪声的影响分析

对离心风机叶片进行打孔处理,分析叶片打孔位置对风机噪声的影响.首先在稳态流场的计算结果上加载宽频噪声模型,得到不同工况下离心风机蜗壳和叶片上噪声分布情况,然后在瞬态分析的基础上加载FW-H噪声模块,利用LES/FW-H匹配技术分析叶片打孔对离心风机的气动噪声特性及声压级的影响.研究结果表明:离心风机结构表面声压主要集中...     

不同计算方法在轴流式风机数值模拟中的应用

基于MRF定常计算和SM非定常计算方法,对某轴流式风机进行了设计工况下的数值模拟。讨论了不同计算方法边界条件设置和收敛性判定的区别,分析了计算方法对风机全压效率的影响,研究了风机内部流场动静交界面上的静压分布、50%叶高截面静压和速度分布、叶片表面压力分布和叶轮出口动压分布等参数。数值结果表明,定常计算结果和非定常计算结果具有相同的变化趋势,但是存在一定的差异,这主要是由于定常计算没有考虑风机内部流动的非定常效应造成的;非定常计算能够更好地模拟动静交界区域的流动,比采用定常计算具有更好的数值结果。     

基于风机进口预旋的数值分析与应用研究

运用NUMECA软件对轴流风机在预旋角为-30°～30°范围内的流动情况进行数值模拟,获得了风机总体性能变化规律,叶片载荷和流动损失分布,以及气流参数沿叶高及周向分布情况,详细分析预旋调节对风机性能的影响,这些将为前导叶以及VSR预旋装置的设计和调节提供参考依据。     

基于Fluent的多翼式离心风机性能分析

使用Fluent软件对不同工况下的多翼式离心风机进行三维数值模拟,研究风机的典型几何参数对其流噪声和风量的影响规律;采用Coupled耦合算法结合MUSCL离散格式、定常RANS方程组求解风机内流场;采用FW-H声学模型结合大涡模拟计算风机流噪声。结果表明:变工况计算结果与试验值吻合,风机的蜗舌半径、叶片数、叶片进口安放角对风机的风量和流噪声均有一定的影响。本文的研究成果可以为多翼式离心风机的优化设计提供参考。