基于fluent的叶轮流场分析
基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究共3篇
基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究共3篇基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究1随着环保意识的增强和可再生能源的广泛应用，风力发电成为了备受关注的一种清洁能源。
在风力发电机的设计和研发过程中，对其流场特性的研究至关重要。
FLUENT作为一种基于CFD （计算流体力学）的软件，可以用来模拟风力发电机的流场，对其性能进行评估、优化与改进。
风力发电机是一种将风能转换为电能的设备，其主要结构由叶片、轮毂、塔架、发电机等组成。
在风能的作用下，叶片旋转，带动轮毂旋转，进而带动发电机发电。
因此，叶片的aerodynamic design 对风力发电的效率至关重要。
基于FLUENT的流场仿真可以模拟风力发电机的空气流动情况，包括空气流速、压力分布、湍流情况等。
通过分析仿真结果，可以优化叶片的 aerodynamic design，提高风力发电机的效率和输出能力。
风力发电机在不同的气候条件和地形条件下的效果不同。
通过FLUENT的流场仿真，可以对不同环境条件下的风力发电机进行模拟和测试。
同时，在风力发电机的设计过程中，FLUENT可以用来预测其性能参数，包括功率、转速、风速等。
通过不断调整和优化设计方案，可以取得更好的性能表现。
除了叶片设计和性能预测，FLUENT还可以用来研究风力发电机与周围环境的相互影响。
在实际应用中，风力发电机一般建设在开阔的地区，因此其周围环境可能会对其性能产生影响。
比如在高低起伏的地形中，风力发电机的性能可能因叶片在不同高度处风阻不同而受到影响。
通过FLUENT的流场仿真，可以对不同地形条件下的风力发电机进行模拟，了解其周围环境对其性能的影响，进而制定相应的优化措施。
总之，基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究可以为风力发电的设计和开发提供重要的支持和指导。
通过精确的流场模拟和优化，可以使风力发电机的性能得到最大化的提高，为可再生能源的推广和利用做出贡献基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究是提高风力发电机性能的有效途径。
基于Fluent 14.5离心泵内部流场数值模拟教程
基于Fluent 14.5离心泵内部流场数值模拟教程内容摘要：一、描述随着科学技术的进步，许多领域对水泵要求越来越高。
传统的设计方法已无法满足快节奏、高要求的现代社会。
随着计算流体力学（CFD）技术的发展，为水泵设计也带来了更好的研究方法。
应用CFD技术，通过计算机对水泵内部流场进行虚拟试验，可以快速获得外特性曲线，...一、描述随着科学技术的进步，许多领域对水泵要求越来越高。
传统的设计方法已无法满足快节奏、高要求的现代社会。
随着计算流体力学（CFD）技术的发展，为水泵设计也带来了更好的研究方法。
应用CFD技术，通过计算机对水泵内部流场进行虚拟试验，可以快速获得外特性曲线，并且能够更好的在设计阶段预测泵内部流动所产生的漩涡、二次流、边界分离、喘振、汽蚀等不良现象，通过改进以提高产品可靠性。
本教程采用IS80-65-125型水泵的水力模型，通过具体步骤希望广大同行能快速掌握运用Fluent对水泵进行CFD模拟的步骤方法。
二、建模采用Creo 2.0 M020（Peo/Engineer）进行建模。
本次教程不考虑叶轮前后盖板与泵腔间的液体（事实证明对实际结果有一定影响，为了教程方便因此不予考虑，大家可以在实际工作中加入对前后腔体液体），建模只考虑进口管部分、叶轮旋转区域部分、蜗壳部分。
对于出口管，可以根据模型的特征进行判别，本次模拟是由于出口管路对实际模拟结果影响很小，不存在尺寸急变等特征，因此去掉了出口管段，以减少网格数量。
建模如图所示：图1 建立流道模型三、网格划分建模完成后，导出*.x_t（或其他格式）格式，导入网格划分软件中进行网格划分。
网格划分软件有很多，各有各的优势，主要采用自己熟练的一种即可。
本次教程采用ICEM进行网格划分。
进口段为直锥型结构，采用六面体网格。
叶轮和蜗壳部分采用四面体非结构网格（也可以采用六面体网格，划分起来比较麻烦）。
对于工程应用，可以采用不划分边界层网格，划分边界层网格比较费时间，生成的网格数量也很高，但是从模拟的外特性曲线来看，差别不是很大，但是对于研究边界层流动对性能的影响，就必须划分边界层，对于采用有些壁面条件，也必须划分边界层（该部分查看其它教程）。
毕业设计(论文)-基于PROE离心泵叶轮三维建模及流场数值模拟分析模板
摘要本文将曲面造型与数值计算有机的结合在一起应用到离心泵叶轮的设计中。
采用二维造型得到计算区域，通过对离心泵叶轮内部流场的数值计算与分析，得到较好的离心泵叶轮。
本文主要对离心泵叶轮的计算公式进行研究，并对离心泵叶轮的尺寸进行计算。
建立了一个叶轮轴面投影图，为叶轮的绘型做准备。
选择一种适合的绘型方法，完成离心泵叶轮的绘型。
最后再利用PRO/E软件建立离心泵叶轮的三维实体模型,即完成了在PRO/E中的三维建模。
为了方便流场数值的模拟分析，使用Gambit软件对所得的三维模型进行划分网格，运用fluent软件做出边界条件并计算，再使用fluent软件对所设计的离心泵叶轮内三维流场进行了数值模拟，并对计算结果进行了分析。
而后采用基于标准k一e湍流模型来求解，在非结构化网格中，采用基于有限元的有限体积法对方程进行离散，用压力校正法进行数值求解。
利用湍流模拟结果，分析了离心泵叶轮进口边位置对泵性能的影响。
由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而fluent能达到最佳的收敛速度和求解精度。
本文结合实例和经验，通过对离心泵叶轮CFD计算结果的分析，说明所设计的叶轮是成功的。
关键词：离心泵叶轮；PRO/E；三维建模；数值模拟；计算流体动力学（CFD）Title Based on PRO / E centrifugal impeller three-dimensional modeling and numerical simulationAbstractThis article will surface modeling and numerical computation applied to the organic combination of centrifugal pump design. Be calculated using two-dimensional modeling area, through the centrifugal pump impeller Numerical calculation and analysis, get a better pump impeller.In this paper, the formula for centrifugal pump impeller to study, and calculated the size of centrifugal pump impeller. The establishment of a leaf axle plane projection, the drawing of the impeller to prepare. Select the drawing of a suitable method to complete the drawing of centrifugal pump impeller. Finally, using PRO / E software to establish the three-dimensional solid model centrifugal pump impeller, which was completed in PRO / E in the three-dimensional modeling.In order to facilitate numerical simulation analysis,the use of proceeds Gambit software mesh three-dimensional model,using fluent software to make the boundary conditions anf calculate,and then use software designed for fluent centrifugal pump impeller flow field is numerically simulation and calculation results are analyzed. Then based on the standard k a e turbulence model to solve, in the unstructured grid, finite element based finite volume method to discretize the equations using the numerical solution of the pressure correction method. Turbulence simulation using the results of analysis of a centrifugal pump impeller inlet side of the pump performance of the location. As a result of a variety of multi-grid solution method and the accelerating convergence technology, which can achieve the best fluent convergence speed and solution accuracy.In this paper, examples and experience, through the centrifugal pump impeller CFD analysis results, indicating that the impeller is successful. Keywords: centrifugal pump impeller; PRO / E; three-dimensional modeling; numerical simulation; computational fluid dynamics (CFD)目录基于PRO/E离心泵叶轮三维建模及流场数值模拟分析第一章绪论1.1论文研究的背景：泵广泛应用于国民经济的各个部门，它的技术性能对各相关行业影响巨大，长期以来采用“手工设计一样机生产一样机测试一设计修改”的生产路线，其不仅研制开发费用高，而且周期很长。
基于Fluent对绞吸泵的流场仿真与分析
本文主要采用流体仿真软件Fluent对绞吸泵的 结构模型进行仿真分析，从绞吸泵的叶片叶型、不 同浓度的泥沙这两个方面对泵内部的流场进行了分 析和讨论，从而分析适合设计的绞吸泵的叶片数量 和叶片形式。为企业的实际生产提供理论指导。 参考文献 [1] 姚奇,沈仙法,季丰.基于Fluent的外啮合齿轮
102 集成电路应用 第 38 卷 第 5 期（总第 332 期）2021 年 5 月
分布，还是蜗壳处的小速度区范围，叶片厚度不一 致的四叶片泵要比叶片厚度一致的四叶片泵好。所 以综合分析比较可以得出结论，四叶片泵内部的压 力分布比三叶片泵好，叶片厚度不一致的四叶片泵 要比叶片厚度一致的四叶片泵好。速度分布如图1。
图1 速度分布 2.2 不同浓度下绞吸泵性能能有很大的影响，图2显示，随着沙砾浓度的 增加，泵内z=0截面上的出口压力逐渐增大。
图2 浓度和出口压力之间的关系 泥沙分布图3中看到，当水中泥沙含量不断增大 时，泥沙从一开始的蜗壳处堆积，慢慢向叶片工作 地带延伸，直至整个绞吸泵被泥沙充满。这是因为 在水中泥沙的浓度增大时，泥沙的相互作用将随着 增大，区别于低浓度时泥沙被甩到蜗壳边缘。而随
1 边界条件的确定
速状态，但是进入蜗壳后的速度又将迅速降低，这
边界条件的确定对绞吸泵的流场仿真分析结果
样的后果就是大量的能量损失，影响到泵的效率和
有非常大的影响，所以进行仿真分析时，边界条件
扬程。而带分流叶片的四叶片泵就很好地解决了进
基于FLUENT滑移网格的浮选离心叶片泵内流场的CFD分析
基于FLUENT滑移网格的浮选离心叶片泵内流场的CFD分析李梦君;李浙昆;熊勇;葛凌志【摘要】The performance of centrifugal pump have an important influence on the stability and efficient of flotation process in equipment of flotation. In order to catch the variation of flow field inside of centrifugal pump, the sliding mesh technology in fluent software is used to numerically simulate the flow in centrifugal pump, and then * analyzed the flow variation inside of centrifugal pump with vane rotating, and obtain the total pressure graphs, velocity - vector graphs and turbulent kinetic energy graphs. Thus lays the foundation for the design and the structure optimization of centrifugal pump.%在浮选设备中离心泵的性能对浮选过程的平稳性和效率有着重要影响.为了准确掌握离心泵内部流场的变化情况,运用FLUENT软件中的滑移网格技术对叶片武离心泵进行流场动态数值模拟.分析得出叶片旋转情况下内部流场不同时间点的总压力图、速度矢量图和湍动能图,为离心泵的设计和优化奠定基础.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(011)023【总页数】5页(P5664-5668)【关键词】离心泵;FLUENT;滑移网格;浮选【作者】李梦君;李浙昆;熊勇;葛凌志【作者单位】昆明理工大学机电工程学院,昆明650093;昆明理工大学机电工程学院,昆明650093;昆明理工大学机电工程学院,昆明650093;昆明理工大学机电工程学院,昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TH311随着经济的发展，我国资源短缺问题将日益严峻，对于作为矿业基础的选矿行业的要求也在不断地提高。
基于Fluent流场分析的拖拉机齿轮泵结构优化设计
基于Ｆｌｕｅｎｔ流场分析的拖拉机齿轮泵结构优化设计贾大明ꎬ徐文静ꎬ王俊卿(洛阳职业技术学院ꎬ河南洛阳㊀４７１０００)摘㊀要:由于工作压力和成本相对较低ꎬ齿轮泵被广泛用于农业机械中ꎬ包括拖拉机㊁收割机等机械的液压传动系统中ꎮ为了准确地捕捉拖拉机齿轮泵内流场的变化ꎬ将Ｆｌｕｅｎｔ仿真软件引入到了齿轮泵的仿真模拟计算过程中ꎬ并采用ＵＤＦ编程动网格技术对齿轮泵进行动了态数值模拟ꎬ分析了齿轮泵在齿轮旋转情况下的内部流场的变化ꎮ数值仿真模拟计算结果表明:采用Ｆｌｕｅｎｔ软件和动网格技术ꎬ可以实现拖拉机齿轮泵的动态仿真模拟过程ꎬ且采用软件模拟的镜像技术可以有效地降低计算量ꎬ提高计算精度ꎬ为新型拖拉机齿轮泵的结构优化设计提供了借鉴ꎮ关键词:拖拉机ꎻ齿轮泵ꎻ流场分析ꎻ仿真模拟ꎻ动网格中图分类号:Ｓ２１９ꎻＴＰ３９９㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ文章编号:１００３－１８８Ｘ(２０１９)０６－０２５３－０５０㊀引言在拖拉机液压传动系统中ꎬ齿轮泵的主要作用是输送液压油ꎬ将机械能转换为压力能或者将液压能转换为机械能ꎬ其性能主要和齿轮泵内部的流动有关ꎮ在设计齿轮泵的初期ꎬ必须考虑齿轮泵的结构和内部流动情况ꎬ以设计出符合要求的泵ꎮ拖拉机齿轮泵的动态仿真可以为其设计提供大量的数据参考ꎬ是一种非常有效的计算机辅助设计手段ꎻ但是ꎬ由于其三维模型较为复杂ꎬ数值模拟工作较难进行ꎬ目前对于齿轮泵的仿真模拟工作往往局限在对其流量的模拟ꎬ对齿轮的运动和流场的分析较少ꎮ为了反映出齿轮泵作业过程中内部齿轮和流体的动态变化ꎬ必须借助于现代仿真模拟手段ꎬ对其动态过程展开研究ꎮＦｌｕｅｎｔ动网格技术是当前计算流体仿真模拟常用的软件ꎬ而其ＵＤＦ动网格编程模块可以有效地实现装置流场的动态分析ꎬ对于拖拉机新型齿轮泵的结构优化设计具有重要的意义ꎮ１㊀拖拉机齿轮泵工作原理在拖拉机动力元件中ꎬ液压控制元件是较为常用的动力执行元件ꎬ其工作时必不可少的元件是齿轮泵ꎮ拖拉机齿轮泵也叫液压泵ꎬ其作用是在电机的驱动下将能量进行变换ꎬ如将机械能转换为压力能ꎬ将收稿日期:２０１８－０２－０７基金项目:河南省高等教育教学改革研究项目(２０１７ＳＪＧＬＸ１７６)作者简介:贾大明(１９６７－)ꎬ男ꎬ河南洛阳人ꎬ讲师ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)ｈｎｌｙｊｄｍ１６８＠１２６.ｃｏｍꎮ压力能输入到控制系统后ꎬ再从系统中传送到执行末端ꎬ在执行末端将压力能再转换为机械能ꎬ实现拖拉机各零部件的控制ꎮ工作原理如图１所示ꎮ图１㊀拖拉机齿轮泵液压传动工作原理Ｆｉｇ.１㊀Ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ｔｒａｃｔｏｒｇｅａｒｐｕｍｐ拖拉机齿轮泵在工作时ꎬ主要依据腔体内部容积的变化来实现能量转换ꎮ在电机的带动下ꎬ齿轮泵通过旋转形成真空区或者压力区ꎬ使液压油被吸入或者排出ꎬ其原型如图２所示ꎮ图２㊀拖拉机齿轮泵外观结构图Ｆｉｇ.２㊀Ｔｈｅａｐｐｅａｒａｎｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｔｒａｃｔｏｒｇｅａｒｐｕｍｐ２０１９年６月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第６期拖拉机齿轮泵主要由６部分组成ꎬ包括主动和从动齿轮㊁泵壳㊁泵体㊁轴承和密封圈ꎮ在实际仿真模拟时ꎬ需要对结构进行简化ꎬ简化过程主要依据齿轮泵的传动原理来实现ꎬ如图３所示ꎮ１.壳体㊀２.前端盖㊀３.传动轴图３㊀拖拉机齿轮泵传动原理图Ｆｉｇ.３㊀Ｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｄｉａｇｒａｍｏｆｔｒａｃｔｏｒｇｅａｒｐｕｍｐ图３中ꎬ通过前端盖和后端盖对齿轮进行密封ꎬ齿轮在传动轴的带动下开始运动ꎬ运动过程中会形成真空区域和压力区域ꎬ实现吸油和排油过程ꎮ在仿真模拟时ꎬ可以将其简化为泵体和齿轮两部分ꎬ利用三维建模软件建立泵体和齿轮后ꎬ利用Ｆｌｕｅｎｔ的动网格技术对齿轮赋予一定的速度ꎬ便可以实现拖拉机齿轮泵的动态仿真模拟ꎮ２ 基于计算流体和动网格的仿真数学模型为了模拟出拖拉机齿轮泵运行的动态过程ꎬ需要采用Ｆｌｕｅｎｔ的动网格技术ꎬ主要通过ＵＤＦ编译来实现ꎮ在实际仿真时ꎬ齿轮泵主要沉浸在液体中ꎬ因此还需要对液体流场进行仿真ꎮＦｌｕｅｎｔ对流场进行计算主要是依赖于３个方程ꎬ包括流体连续性方程㊁动量方程和能量方程ꎮ其中ꎬ流体连续性方程可以写作∂ρ∂ｔ＋∂ρ(ｕｊ)∂ｘｊ＝０㊀(ｊ＝１ꎬ２ꎬ３)(１)其中ꎬｘ为轴向坐标ꎻｕ为轴向的流体速度ꎮ同理ꎬ动量方程为∂∂ｔ(ρｕｉ)＋∂∂ｘｊ(ρｕｉｕｊ)＝－∂Ｐ∂ｘｉ＋∂∂τｉｊ∂ｃｊ＋ρｇｉ(２)其中ꎬＰ为静压ꎻτｉｊ为应力张量ꎮτｉｊ＝μ∂ｕｉ∂ｘｊ＋∂ｕｊ∂ｘｉæèçöø÷éëêêùûúú－２３μ∂ｕｌ∂ｘｌδｉｊ(３)其中ꎬδｉｊ表示粘性项ꎮＦｌｕｅｎｔ对于流场能量方程的求解为∂∂ｔ(ρＥ)＋∂∂ｘｉ[ｕｉ(ρＥ＋ｐ)]＝∂Ｐ∂ｘｉ＋㊀㊀[ｋｅｆｆ∂Ｔ∂ｘｉ－ðｊｈｊＪｊ＋ｕｊ(τｉｊ)ｅｆｆ]＋Ｓｉ(４)其中ꎬｋｅｆｆ＝ｋｔ＋ｋ表示有效导热系数ꎻＪｊᶄ是组分ｊᶄ的扩散通量ꎻ方程右边前３项为导热项㊁组分扩散项和粘性耗散项ꎻＳｈ为包括其它体积热源和化学反应热的源项ꎮＥ＝ｈ－ｐρ＋ｕ２ｉ２(５)对于理想流体ꎬ焓定义为ｈ＝ｍｊᶄｈｊᶄ(６)对于不可压缩气体ꎬ焓定义为ｈ＝ｍｊᶄｈｊᶄ＋ｐρ(７)其中ꎬｍｊᶄ是组分ｊᶄ的质量分数ꎮ组分ｊᶄ的定义为ｈｊᶄ＝ʏＴＴｒｅｆｃｐꎬｊᶄｄＴ(８)其中ꎬＴｒｅｆ＝２９８.１５Ｋꎮ这些方程都属于ＦＬＵＥＮＴ的内置方程ꎬ在实际仿真过程中ꎬ只需要对参数进行设计ꎬ但是在动网格的ＵＤＦ编程过程中需要考虑这些方程ꎮ基于ＵＤＦ动网格的拖拉机齿轮泵Ｆｌｕｅｎｔ仿真流程如图４所示ꎮ图４㊀拖拉机齿轮泵动态仿真模拟流程Ｆｉｇ.４㊀Ｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｒａｃｔｏｒｇｅａｒｐｕｍｐ２０１９年６月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第６期在仿真过程中ꎬ首先需要对泵内部的流场进行仿真ꎬ利用ＵＤＦ编程使固体齿轮部分进行运动ꎻ然后采用流固耦合仿真分析ꎬ对动网格进行更新ꎮ在计算过程中ꎬ需要保证计算的收敛性ꎮ如果计算不收敛ꎬ还需要对网格进行调整ꎬ直到计算收敛精度达到设计要求为止ꎮ在Ｆｌｕｅｎｔ中ꎬ动网格主要涉及到以下两方面的内容:１)运动的定义ꎮ需要采用ＵＤＦ编程中的宏命令对运动进行定义ꎮ２)网格更新ꎮＦｌｕｅｎｔ针对网格更新主要有３种方法ꎬ包括网格光顺㊁动态层及网格重构ꎮ在Ｆｌｕｅｎｔ中ꎬ对动网格参数进行设计主要是通过ＤｙｎａｍｉｃＭｅｓｈ面板进行设置ꎬ具体如图５所示ꎮ图５中ꎬ拖拉机动网格参数设置主要包括两方面的内容:一是ＭｅｓｈＭｅｔｈｏｄｓꎻ二是ＤｙｎａｍｉｃＭｅｓｈＺｏｎｅｓꎮ另外ꎬ还包括网格域运动预览及网格运动预览ꎮ图５㊀拖拉机动网格参数设置Ｆｉｇ.５㊀Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔｔｉｎｇｏｆｄｒａｇｇｉｎｇｍｏｂｉｌｅｇｒｉｄ编程和设置完成后ꎬ可以将ＵＤＦ编程代码导入到Ｆｌｕｅｎｔ进行调试ꎮ调试过程中ꎬ主要参考网格更新和计算的收敛性ꎬ当网格更新效果和收敛性较好时ꎬ便可以实现拖拉机齿轮泵的动态仿真ꎮ３㊀基于ＦＬＵＥＮＴ的拖拉机齿轮泵仿真模拟为了验证ＦＬＵＥＮＴ软件对拖拉机齿轮泵进行动态仿真的可行性ꎬ本次研究以东方红重型拖拉机的齿轮泵为模型ꎬ对其进行了建模和仿真ꎮ该齿轮泵主要是由两个相互啮合的齿轮构成ꎬ由于齿轮端面被前后盖密封ꎬ因此形成了一个密闭的容腔室ꎬ如图６所示ꎮ图６㊀拖拉机齿轮泵原型图Ｆｉｇ.６㊀Ｔｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｆｔｒａｃｔｏｒｇｅａｒｐｕｍｐ拖拉机齿轮泵在工作时ꎬ齿轮脱开侧的空间体积从小变大ꎬ形成局部真空ꎬ这时候外部的液压油会被吸入ꎻ同理ꎬ液压油也可以被挤出ꎮ根据这个模型原理ꎬ建立了三维仿真模型ꎬ如图７所示ꎮ图７㊀拖拉机齿轮泵三维仿真模型Ｆｉｇ.７㊀Ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｒａｃｔｏｒｇｅａｒｐｕｍｐ根据拖拉机齿轮泵的原型和工作原理ꎬ建立了三维仿真模型ꎮ将三维模型导入网格划分软件ꎬ对网格划分后ꎬ将网格导入到Ｆｌｕｅｎｔ软件中ꎬ采用ＵＤＦ编程赋予齿轮一定的速度ꎬ便可以实现齿轮的动态仿真ꎮ单齿轮动态仿真速度云图如图８所示ꎮ由于两个齿轮模型是对称的ꎬ为了简化计算ꎬ可以先对１个齿轮进行仿真ꎬ然后采用镜像技术得到双齿轮同时运行时的动态分布图ꎮ仿真结果表明:采用Ｆｌｕｅｎｔ动网格技术可以实现拖拉机齿轮泵的动态仿真ꎮ镜像后的双齿动态仿真速度云图如图９所示ꎮ基于动网格的齿轮泵内部流场的数值模拟能较真实地模拟泵内油液流动随齿轮转动的瞬态ꎬ能为齿轮泵的设计和结构优化提供很多有价值的参考数据ꎮ图８㊀单齿轮动态仿真速度云图Ｆｉｇ.８㊀Ｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｃｌｏｕｄｄｉａｇｒａｍｏｆｓｉｎｇｌｅｇｅａｒ图９㊀镜像后的双齿动态仿真速度云图Ｆｉｇ.９㊀Ｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｃｌｏｕｄｄｉａｇｒａｍｏｆｏｆ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ｄｏｕｂｌｅｔｅｅｔｈａｆｔｅｒｍｉｒｒｏｒｉｍａｇｅ４㊀结论为了实现拖拉机齿轮泵的动态仿真模拟过程ꎬ采用三维建模和Ｆｌｕｅｎｔ软件设计了齿轮泵的三维仿真模型ꎬ并采用ＵＤＦ动态编程技术对齿轮泵作业过程进行了动态仿真模拟ꎬ成功地捕捉到了拖拉机齿轮泵内流场的变化ꎮ为了提高计算效率和计算精度ꎬ采用了Ｆｌｕｅｎｔ软件的镜像技术ꎬ将两个齿轮的仿真转换为了１个齿轮的计算ꎮ结果表明ꎬ该方法是可行的ꎮ采用仿真模拟技术可以为齿轮泵的结构优化设计提供较为可靠的数据基础ꎬ减少实验费用ꎬ缩短设计周期ꎬ提高设计效率ꎬ特别是对于新型齿轮泵的设计具有重要的现实意义ꎮ参考文献:[１]㊀翟之平ꎬ王春光.叶片式抛送装置气流流场数值模拟与优化[Ｊ].农业机械学报ꎬ２００８(６):８４－８７.[２]㊀王志强ꎬ武佩ꎬ曹丽英.新型锤片式饲料粉碎机出料管内气固两相流模拟[Ｊ].内蒙古农业大学学报:自然科学版ꎬ２００９(２):１８４－１８７.[３]㊀徐海港ꎬ王建强ꎬ张岳生.联合收割机四轮驱动装置的研制与应用[Ｊ].农业工程ꎬ２０１２(７):１２－１４.[４]㊀肖成林ꎬ周德义ꎬ王志明ꎬ等.基于ＡＮＳＹＳ的旋耕机２１０普箱有限元模态分析[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１１ꎬ３３(１０):２３－２６. 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基于数值计算的叶轮机械流场分析
基于数值计算的叶轮机械流场分析随着工业领域的不断发展，机械流体力学研究逐渐成为工程领域研究的热点之一。
作为机械流体力学研究的一项重要内容，叶轮机械流场分析技术已经成为工程师，研究人员等专业人士必须掌握和运用的基础知识。
数值计算方法可以用于叶轮机械流场的研究和分析。
数值计算方法不仅可以提供比实验方法更加具有代表性和真实性的结果，而且还可以极大地降低研究成本。
本文旨在介绍基于数值计算的叶轮机械流场分析方法，包括流场模拟的基本原理、计算方法、流场分析的关键技术等方面。
一、流场模拟的基本原理流场模拟是基于数学模型和公式，通过计算机模拟流体流动的一种数学方法。
在叶轮机械的流场模拟中，目的就是模拟出流体在叶轮内部的流动情况，一般使用CFD（Computational Fluid Dynamics）计算流体动力学进行分析。
流场模拟是基于流场的基本方程式进行计算，在现实流动环境中会受到诸如阻力、湍流、边界层等各种因素的影响。
因此，流场模拟中需要有一些理论基础，才能更好地解决这些因素给模拟带来的影响。
二、计算方法基于数值计算的叶轮机械流场分析通常是以计算流体动力学软件为基础的。
这些软件以计算机仿真技术为主要手段，模拟叶轮机械内部流体的运动，从而获得更精确、更真实的流体流动状态。
流场模拟在计算流体力学中有着非常广泛的应用，是获得流体流动特性的主要手段之一。
常用的计算流体动力学软件包括Fluent、Star-CCM+等，这些软件包具有强大的计算功能，可以计算复杂的流场情况，如湍流等。
通过这些软件，可以进行流量，压强等参数的计算，得到一个叶轮机械在流场环境下的各种性能和实际工作情况。
三、流场分析的关键技术在基于数值计算的叶轮机械流场分析过程中，仅仅掌握了基础的模拟原理和计算方法是不够的，还需要了解流场分析的关键技术。
其中，流场分析的关键技术包括：1、选择合适的数值计算模型和算法。
不同的计算模型和算法可能会导致不同的数值计算结果，而不同的数值计算结果又会反过来影响最终的计算效果。
我用fluent的多相流中的混合模型计算了叶轮中的液固两相流
我用fluent的多相流中的混合模型计算了叶轮中的液固两相流，没有什么问题，可是当我用欧拉模型计算液固两相流时，迭代了几次就出现了float错误，也不知道是什么原因，好像是压力过大，一直在上升，到了极限，可是我用混合模型压力没有达到那种程度呀，照理说用欧拉模型不应该有什么错误，这是一个多孔介质例子，进口速度为0.01m/s,组份为液态水和氧气，其中氧气从多孔介质porous jump 渗透过去，如何看氧气在tissue中扩散的。
porous jump的face permeability1 a=e-8 m_2thickness 设为0.0001pressure jump coefficient为默认porous zone设置如下：direction vector 1, 1, 方向向量1 ，1 ，viscous resistance 100 each 粘性阻力100inertial resistance 100 each 惯性阻力100porosity 0.1 孔隙度0.1边界条件设置如下：Ab – wall – defaultBc – wall – defaultBe –porous jump –face permeability 1e-8, porous medium thickness 0.0001Cd – outflow rating – 0.5De – wall – defaultDefault interior – interiorDefault interior001 – interiorDefault interior019 – interiorEf – wall - defaultFg – outflow rating – 1 抗体-墙-默认公元前-墙-默认是-多孔跳转-面对渗透1e - 8 ，多孔介质厚度0.0001镉-流出评价- 0.5者-墙-默认默认内部-内部默认interior001 -内部默认interior019 -内部英法-墙-默认纤维蛋白原-流出评价- 1Fluid - porous zone - direction vector 1, 1, viscous resistance 100 each,inertial resistance 100 each, porosity 0.1Gh- wall - defaultHi – wall - defaultHk - porous jump same conditions as otherIj – outflow – 0.5Jk – wall – defaultKl – wall – defaultLa –velocity inlet –0.01 m/s, temperature 300K, 0.5 mass fraction O 流体-多孔区-方向向量1 ， 1 ，粘性阻力100 ，惯性阻力100 ，孔隙度0.1生长激素墙-默认Lfluid –porous zone - direction vector 1, 1, viscous resistance 100 each,inertial resistance 100 each, porosity 0.1 Pipefluid – fluid – default (no porous zone) Models –species transport –water and oxygen mixtureV ariations –different boundary conditions at top and bottom (outflow, wall ect)把多孔介质区域特别标出来，在ＺＯＮＥ里，设为ＦＬＵＩＤ，然后再在ＦＬＵＥＮＴ中设边界条件时，再设成ＰＯＲＯＵＳLfluid -多孔区-方向向量1 ，1 ，粘性阻力100 ，惯性阻力100 ，孔隙度0.1Pipefluid -流体-默认（无孔区）车型-种运输-水和氧混合气变奏曲-不同边界条件在顶部和底部（流出，墙壁等）。
基于 Fluent的 AY型离心油泵叶轮内流场数值模拟
中图分类号 ： Ｔ Ｈ１ ２ ３
文献标 志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ４ ４ １ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ ０ １ ７ － ０ ４
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａｌ Ｓｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｔ ｕｄｙ ｏ ｆ Ｉ ｍｐｅ ｌ ｌ ｅ ｒ Ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｎａ ｌ Ｆｌ ｏ ｗ Ｆｉ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ Ｃｅ ｎｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇａ ｌ Ｐｕ ｍ ｐ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆｌ ｕｅ ｎ ｔ
・
１ ７・
研究与分析
力沿 流道 一直都 大 于叶片 背面 的压力 ， 在工 作面 的出
２ ０ １ ３ 年 第６ 期（ 第２ ６ 卷， 总 第１ ２ ８ 期）・ 机械 研究 与应用 ・
口处为压力最高点 ， 出口压力符合设计要求… 。
ｌ
最 的 参 ［ １ ］ 具 重 考 活 要 文 李 术 龙 ， 力 工 献 ２ ０ 陈 具 的 ： ３ ， 黎 （ 部 ３ 地 ） 分 ： 明 ８ 。 — ． ， １ 泵 成 ． 优 为 化 设 计 国 和 内 优 现 化 状 离 及 发 心 展 泵 趋 等 势 流 ［ Ｊ ］ 体 ． 水 机 泵 械 技
＋
的发 展起 着举 足轻 重 的推 动作用 ， 所 以如何 提 高离 心 泵 的实 际工况 点效 率 是各 科 研 院校 和 设 计 院 的研 究
重点 。
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笔者 通过 对离 心泵 叶轮 工作 过程 和结 构 的分析 ， 考虑 整个 叶轮 为对 称结 构 ， 建 立 叶轮单 个 叶道 的简化 模型 和 叶轮整 体 的三维模 型 ， 并进 行 网格划 分 。利用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 软件 进行 流动 分析 ， 对 离 心泵 叶 轮模 型 内部 流 场进行 三 维数值 模 拟 ， 初 步分 析离 心泵 叶轮 的速 度及
fluent旋转机械案例
fluent旋转机械案例
本文将介绍一些基于Fluent的旋转机械案例。
Fluent是一款用于流体力学仿真的商业软件，它可以用来模拟液体、气体和多相流的运动。
在旋转机械领域，Fluent可以用来模拟叶轮、泵、涡轮等旋转设备的流动特性。
下面是一些基于Fluent的旋转机械案例：
1. 叶轮流动分析：叶轮是旋转机械中最常见的一种，它的流动特性对于性能和效率至关重要。
利用Fluent，可以对叶轮的流动进行仿真分析，以确定最佳设计参数和流动特性。
2. 离心泵性能分析：离心泵是一种常见的旋转机械，它的性能与设计参数和流动特性密切相关。
使用Fluent可以对离心泵的性能进行分析，以优化其设计并提高效率。
3. 涡轮模拟：涡轮是一种能量转换设备，可以将流体动能转换为机械能。
Fluent可以用来模拟涡轮的流动特性，以确定其性能和效率，并优化其设计。
以上是几个基于Fluent的旋转机械案例，利用这些案例可以更好地了解Fluent在旋转机械领域的应用和优势。
- 1 -。
基于FLUENT的叶轮机械三维紊流流场数值模拟
因此，壁面上的剪切应力可以通过与壁面相邻节点的流动 变量的值计算出来。
7 数值计算实例
这里对一个典型的单极轴流叶轮机械进行数值模拟。采用 的模型为喷水泵， 前端有一个转子， 后端有一个静子， 转子和静 子各自在一个单独的计算域内，转子和静子之间以及与之相连 的进口和出口之间会存在流动干涉。
图 8 平面 : 9 = 上全压的周向平均值 "#$: 8 %&’ CE’-C$’ +/+C0 B-’)),-’ C+ B0C>’ : 9 =
对称性，求解时仅考 虑一个静子叶片和一 个转子叶片通道内的 流动问题，在干涉面 上 采 用 (#A#>$ B0C>’ 模型。 混 合 面 （(#A#>$ B0C>’） 定义在转子的 出口和静子的进口、 转子进口与上游通道 的出口、以及静子出 口与下游通道进口交 接处。在转子和静子
图 ! 网格化的叶轮机械模型 "#$! %&’ (’)&’* +,-./ (/*’0
6 78 !
标量的湍流长度尺度或时间尺度，如果第二个尺度因子我们选 为湍流脉动动能的耗散率 !，也可以相应建立一个与上式类似 的 ! 满足的输运方程 "
其中： #!! 9 !: ;; ， #!$ 9 !: <7 ， "% 9 !: = ， "! & !: 8 上述两式就是标准的 % ! ! 两方程湍流模型所满足的微分 输运方程。
% 叶轮机械三维湍流流动的力学模型
完整的雷诺应力模型包括平均运动的 % 个连续性方程， / 个动量方程。雷诺应力的 Q 个方程， 总共由包 ! 方程和 ! 方程， 含 %! 个未知量的 %! 个微分方程组成封闭的方程组，如还要涉 及传热， 则需要计算温度和其他有关标量的分布， 还要加上 % 个 平均温度方程和其他 / 个与扰动量相关的关联项的模型方程， 总共 %Q 个方程， 对于一般工程中的湍流问题， 这个方程组实在 是太庞大了， 对于复杂流动， 若要求解这个方程组， 需要占用极 大的计算机资源，所以在工程应用中我们一般对雷诺应力模型 作一些简化， 例如， 求解两方程湍流模型， 而不是直接求解雷诺 应力模型。
基于Fluent的水泵流动区域的CFD数值计算模型
CFD数值计算模型卜软件平台：PRO-E3.0理论上，水泵的进口到出口的流动区域就是我们的计算模型。
一般，全流场算域分为5部分:&1.叶轮进口段ij-2.叶轮内流动域豎3.泵体前腔说4.泵体后腔冒5.泵体（涡壳）©6.出口段岛：通常我们计算的时候运用流动域1、2、5、6,最简化的为流动域2、5.%计算模型可以运用PRO-E，UG，CATIA等三维造型软件，具体的造型过程和步骤请点击三维造型培训，模型通常保存为STP和IGS文件格式.館各流动域可以分别造型，然后进行装配.卜简单的模型可以运用FLUENT前处理软件GAMBIT中进行.4下图为某型号纸浆泵，计算模型包括：1.叶轮进口段，2.叶轮内流动域，3.泵体前腔，4.泵体后腔，5.泵体（涡壳）某型号纸浆泵计算模型图为某型号低比速离心泵计算模型，包括： 1.叶轮内流动域，2.泵体（涡壳）。
模型作了简化，没有考虑腔体中的流动。
某型号低比速离心泵计算模型、下图为某型号的循环泵全流场计算模型，包括所有的流动区域。
某型号循环泵计算模型%计算模型的造型是CFD工作中非常重要的一部分，由于造型可能影响到网格戈扮和网格生成质量，因此，科学合理的造型将达到事半功倍的效果。
网格划分软件平台：GAMBIT2.2.30牛计算模型导入步骤File-Import,见下图inportSTWFile 冥 |导入计算模型,轮廓图见下图网格划分界Type:• Virtual (Farose?)v Viiuel fTole rance)谿i 注怒帘直pW Merge ^dges冲F *Y I Reset I O OSBa 面合并界面b 网格分界面c 网格质量检查.模型处理好后，分别对流动区域进行网格划分运用T-Grid 类型进行网格划分，网格间距根据模型大小和计算机性能配置 进行设置，一般取1-10.g 在进行全流场计算时，您可以在口环、涡壳隔舌、压力梯度大的区域进行局部加密，局部加密时，需要注意网格变化不能太剧烈。
基于ANSYS Workbench的叶轮流固耦合分析
基于ANSYS Workbench的叶轮流固耦合分析李强;刘霞;赵辉【摘要】为了分析叶轮在工作条件下的受力、变形情况,需要对叶轮进行流固耦合分析.叶轮的叶片均布在轮毂上是圆周阵列的结构,可选择其中一个叶片进行分析.叶轮在流场中变形相对流场整体尺寸很小,因此可忽略叶轮对流场的影响,从而采用单向流固耦合分析方法.这样既简化了结构,又减少了计算时间.%In order to analyze the stress, deformation of impeller under the working conditions, it was necessary that doing fluidsolid interaction analysis on the impeller.Because the impeller blade uniformly distributed on the hub is the structure of the circular array,it can be realized that choosing one of the blades to analyze,the impeller deformation relative to the flow field in the flow field in the overall size is verys mall,so ignoring the influence of impeller flow field is allowed,using one way FSI analysis method can not only simplify the structure,but also reduce the computation time.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】4页(P61-64)【关键词】叶轮;流固耦合;叶片;ANSYSWorkbench【作者】李强;刘霞;赵辉【作者单位】新疆工程学院机械工程系,新疆乌鲁木齐 830011;新疆工程学院机械工程系,新疆乌鲁木齐 830011;新疆工程学院机械工程系,新疆乌鲁木齐830011【正文语种】中文【中图分类】TP391.9叶轮主要由叶片和轮毂组成，是风机的关键零件。
CFD软件Fluent在多级泵内部流场数值分析中的应用
CFD软件Fluent在多级泵内部流场数值分析中的应用摘要：随着我国经济实力的不断上升，计算机信息化水平也我国多个领域有着广泛的应用，本文则主要分析多级泵内部流场中CFD软件Fluent对其的应用，经研究得知，采用这种数值计算方法改型优化，提高多级泵内部流场分析效率，也是计算流体力学和计算机技术的一大融合，值的推广和应用。
关键词：Fluent；多级泵；内部流场；数值分析；在石化、农业、矿业及电业等领域都涉及多级泵，因它自身扬程高，占地小等优点而被广泛应用。
对多级泵内部流动规律进行分析，多提高多级泵的运行和设计有着现实意义。
随着计算机技术的不断发展，采用数值来分析多级泵内部流场，并预测了效率和扬程，这些都为多级泵内部流场分析，及提高效率和改型优化起到参考价值作用。
本文就利用CFD软件Fluent对多级泵内场速度和压力进行三维数据模型，并加以对比分析。
1. Fluent相关概述目前国际上比较流行的商用CFD软件包则是Fluent，在美国的市场占有率为60%。
凡是流体、热传递和化学反应有关的工业领域都是涉及。
其自身丰富的物理模型，先进的数值方法和强大的前后处理功能，让它在汽车设计、航空航天及石油天燃气等方面都有广泛的应用。
Fluenth系列软件包括通用的CFD软件FLUENT、POLY­；FLOW、FIDAP，CFD教学软件FlowLab，工程设计软件FloWizard、FLUENT for CATIA V5，TGrid、G/Turbo。
Fluen软件包含非常丰富，经过工程确认的物理模型，高超音速流场、转捩、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工等复杂机理的流动问题都可进行模拟。
这款软件有以下几个特点：1）适用面广；各种物理模型都可优化，如：辐射模型，相变模型，反应流模型，离散相变模型，计算流体流动和热传导模型，多相流模型及化学组分输运。
它的数值解法好可适用于每一种物理问题的流动特点，用户可自行选择它的显示或隐式差分格，在计算速度、精度及稳定性方面都可达到效果最佳。
基于FLUENT的液体分布器内部流场分析
计算流体动力学（CFD ）是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础之上的一门新型独立学科。
CFD 应用计算流体力学理论与方法，利用具有超强数值运算能力的计算机，编制计算机运行程序，数值求解满足不同种类流体的运动和传热传质规律的三大守恒定律，及附加的各种模型方程所组成的非线性偏微分方程组，得到确定边界条件下的数值解。
它兼有理论性和实践性的双重特点，为现代科学中许多复杂流动与传热问题提供了有效的解决方法。
CFD 的运用改变了传统的设计过程，由于CFD 软件可以相对准确地给出流体流动的细节，可以较准确预测产品的整体性能，并从对流体的分析中发现产品或工程设计中的问题，减少未预料到的负面影响，使得产品设计或优化对实验的依赖性大为减少，能够显著缩短设计周期，降低费用。
1FLUENT 软件介绍FLUENT 是目前国际上比较流行的商用CFD 软件包，在美国的市场占有率为60％，只要涉及流体、热传递及化学反应等的工程问题，都可以应用FLUENT 来进行结算。
它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。
FLUENT 软件设计基于CFD 软件群的思想，从用户需求角度出发，针对各种复杂流动和物理现象，采用不同的离散格式和数值方法，以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合，从而可以高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。
基于上述思想，FLUENT 开发了适用于各个领域的流动模拟软件，用于模拟流动、传热传质、化学反应和其他复杂的物理现象，各模拟软件都采用了同意的网格生成技术和共同的图形界面，大大方便了用户。
FLUENT 的软件包由以下几个部分组成。
（1）前处理器：Gambit 用于网格的生成，它是具有超强组合建构模型能力的专用CFD 前置处理器。
另外，TGrid 和Filters(Translators)是独立于FLUENT 的前处理器，其中，Tgrid 用于从现有的边界网格生成体网格，Filters 用于转换由其他软件生成的网格从而用于FLUENT 计算。
基于FLUENT的离心式压缩机内部流场的数值模拟研究
基于FLUENT的离心式压缩机内部流场的数值模拟研究张岳;唐美玲;张凯【摘要】针对小流量高压比单级离心压缩机内部流场进行流动特性分析,利用SLIODWORKS等机械制图软件建立一个单级离心压缩机的三维模型,再利用FLUENT对离心压缩机整体和内部结构,包括叶轮、扩压器和蜗壳进行数值模拟和流场分析,最后将数值计算结果与工厂试验的性能参数对比,验证了压缩机数值计算的精度.【期刊名称】《沈阳工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(014)004【总页数】4页(P330-333)【关键词】单级离心压缩机;数值模拟;流场分析【作者】张岳;唐美玲;张凯【作者单位】沈阳工程学院能源与动力学院,辽宁沈阳 110136;沈阳工程学院能源与动力学院,辽宁沈阳 110136;沈阳工程学院学报编辑部,辽宁沈阳 110136【正文语种】中文【中图分类】TH4521 建模及数值求解1.1 流体流动遵循的控制方程1）连续性方程连续性方程也称为质量守恒方程，流体流动的连续性微分方程如下：2）动量守恒定律由流体粘性方程得到的直角坐标系下的动量守恒方程，称为N-S方程。
3）能量守恒定律能量守恒方程式：1.2 计算模型的建立利用solidworks建立一个单级离心式压缩机的三维模型，如图1所示。
利用Gambit进行网格划分如图2所示。
所建立的模型包含4部分：压缩机进口、叶轮、无叶扩压器、蜗壳。
压比为1.42，进口流量为3.957 m³/min，电机转速为42 000 r/min，流体介质为空气。
在建模的过程中，确定进口D0，轮顶间隙取0.3 m。
因为研究对象是小流量单级离心压缩机，所以选定的b2D2比较小。
扩压器采用等宽无叶扩压器，出口直径为1.5D2。
蜗壳采用偏心圆蜗壳。
图1 三维模型图2 网格划分1）边界条件设定①进口边界条件：静温为273 K，进口质量流量为0.08 kg/s，进气速度方向为轴向。
②出口边界条件：静压为144 000 Pa。
基于Fluent轴流式风机内部流场分析
基于Fluent轴流式风机内部流场分析◊安徽理工大学机械工程学院代以吴宪陈鸿宇杨文杰以某型号轴流式风机为研究对象，用Gambit构建出轴流式风机内部流场分析的有限元模型，将模型导入Fluent,设置分析条件和边界条件后求解，得出风筒出口处的压力与速度云图，并通过计算得出轴流式风机的各项性能指标。
风机使用面广，种类繁多，在工业生产中利用风机产生的气流做介质进行工作，可实现清选、分离、加热烘干、物料输 送、通风换气、除尘降温等多种工作，渐渐成为人们生产生活 中不可或缺的动力机械设备。
风机内部形成复杂的湍流流场，所以为了设计出满足实际生产生活要求的风机，就需要对风机 内部流场进行有限元分析，以获得风机各项功能指标。
1建立有限元模型本文选取某型号轴流式风机进行流场分析，在solidworks中脸翻，翻结构雜如表1所示〇轮毂比径向间隙叶片数叶片安装角出风口直径电机转速0.463mm S53。
1100mm2920r/min表1在Gambit中建立轴流式风机流场分析的有限元模型。
在划 分网格时，由于轴流式风机内部流道结构复杂，集流器进口和 风筒出口处的结构较为简单，所以需要将整个流道划分成不同 区域，另外，叶轮处是旋转区域且存在叶片空间扭曲等复杂流 道，需要对该区域单独划分并加密处理。
因此采用非结构性网 格和结构性网格相结合的方法进行网格划分。
轴流式分级计算 区域网格的戈扮如图1所示。
在设置边界条件时，将集流器进口 处设置为压力入口，风筒出口设置为压力出口，将叶轮区域流 体运动类型设置为动参考系模型（MRF),该区域的壁面边界 条件类型®*为旋转壁面（Movingwall)，旋转轴为X轴。
然后 导出mesh文件。
2 Fluent求解打开FhientH维求解器，导入mesh文件，检查网格，體模型材料为空气，采用标准的k-e模型作为计算模型，环境压强 设为101325 Pa,重力影响忽略不计，设置旋转轴的转速为2920 r/min,进行求解0图1计算区域网格划分图2风筒出口处动压云图图4风筒出口处静全压云图-0.6-0.4-0.200.2 0.4 0.6图6风筒出口径向速度云图3结果分析图3风筒出口处静压云图图5风筒出口轴向速度云图图7风筒出口切向速度云图动酿现的敗流速度的大小，由图2可以看到，动压在中 心位置很低，沿径向渐渐变高。
fluent设计实例-风力发电机叶轮选择分析
工程计算方法及应用软件课题名称风力发电机机机翼分析姓名学院机械与汽车工程专业班级过程装备与控制工程11-2班指导老师马培勇目录一、物理过程的描述 (1)二、数学建模 (1)1、模拟问题 (1)2、数学方程描述 (2)三、网格的划分 (3)1、建立单叶片流动模型： (3)2、建立垂直轴风力机模型 (5)四、边界条件设置与求解计算 (8)1、单叶片的数值模拟 (8)2、垂直轴风力机的数值模拟 (15)五、结果分析与总结 (19)1、NACA4412翼型周围流场分析 (19)2、垂直轴风力机模拟分析 (20)六、软件学习心得 (23)一、物理过程的描述风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。
风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。
这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。
（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵）风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。
当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。
桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。
图1.1 风轮风轮，叶片和翼型是风能中最基本的概念，它是掌握风能获取机理的基础，只有了解了这些概念，才能进一步研究风力机的空气动力学特性问题。
图1.2翼型相关概念示意图二、数学建模1、模拟问题建造一台具有三个叶片的风力发电机，风速为7.5m/s时效率最高，输出功率为5kw，转速为8.9rad/s。
叶片翼型选用NACA4412，最大半径等于风轮高度的一半。
风轮的几何尺寸为下表：高度（m）半径（m）叶片弦长（m）8.4 4.2 12、数学方程描述①控制方程二维可压缩雷诺平均Navier-Stokes方程和双方程湍流模型无量纲化后在笛卡尔坐标系中可以写成如下守恒形式：TF为对流通矢量，D为粘性矢量，S为源项，具体为：Q ，q6][q1,q2...,i其中：其中，E=e+u1u2/2+k和H==h+u1u2/2+k分别是滞止内能和滞止焓，k是湍动能。
基于fluent的叶轮流场分析
四、模拟结果分析
导流壳对流场的影响 ① 速度分布云图
② 流线图
四、模拟结果分析
③ 距离潜水搅拌机 不同轴向长度的 三个垂直截面上 （即x=100， x=300， x=500三个截 面上）的速度分 布云图
五、结论 （a）在低速推流情况下，该搅拌机拥有良好的水 利设计结构，较高的工作效率，池内流体可以达 到搅拌要求； （b）通过对比不同转速下的搅拌情况，得出更高 转速下搅拌机的服务面积更大，但二者的分布情 况并无很大差别； （c）通过对比不同流体密度下的搅拌情况，得搅 拌机的推力与流体密度有正比关系； （d）分别对有无导流壳的潜水搅拌机进行了模拟 分析，根据分析结果可以看出导流壳主要起轴向 导流作用，流体受到的池壁边界的影响比无导流 壳时小，并有更长的推进距离。
三、研究思路
一、模型建立
二、网格划分。
三、数值模拟
四、结果分析
四、模拟ห้องสมุดไป่ตู้果分析
n=774r/min 速轴截面度分布云图、速度矢量图、流线图
四、模拟结果分析
流体密度对流场的影响 现对潜水搅拌机在两种流体介质下的流动进行数值模拟。一种流体 介质a为水，密度是998.2kg/m3，另一种介质b的密度是2800kg/m3。
利用FLUENT的后处理功能得到了在两种介质中的推力和轴功率。
四、模拟结果分析
3.转速对流场和搅拌机的影响 选取转速n=774r/min和n=1000 r/min两种转速进行模拟计算。 从速度云图中可以看到，两种速度下池内流场的速度分别基本相同，流体 的循环过程并无差别，而高速时搅拌机叶轮的服务面积更大些，但无明显差 距。
叶片搅拌功率P1的大小反应了池内运动状态和搅拌程度，它也是电机功 率P2的选择依据。现计算出P1，得表。从表中看到，当转速增大时，其叶 片搅拌功率也明显增大，其所选用电机功率也随之增大。但是，低转速时 搅拌池内的流场整体也已达到了搅拌机的要求。而高转速下，其叶片搅拌 功率明显过大，造成了严重的浪费。
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（c）通过对比不同流体密度下的搅拌情况，得搅拌 机的推力与流体密度有正比关系；
（d）分别对有无导流壳的潜水搅拌机进行了模拟 分析，根据分析结果可以看出导流壳主要起轴向 导流作用，流体受到的池壁边界的影响比无导流 壳时小，并有更长的推进距离。
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四、模拟结果分析
导流壳对流场的影响 ① 速度分布云图
② 流线图
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四、模拟结果分析
③ 距离潜水搅拌机 不同轴向长度的 三个垂直截面上 （即x=100， x=300，x=500三 个截面上）的速 度分布云图
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五、结论
（a）在低速推流情况下，该搅拌机拥有良好的水利 设计结构，较高的工作效率，池内流体可以达到 搅拌要求；
四、模拟结果分析
流体密度对流场的影响 现对潜水搅拌机在两种流体介质下的流动进行数值模拟。一种流
体介质a为水，密度是998.2kg/m3，另一种介质b的密度是2800kg/m3。
利用FLUENT的后处理功能得到了在两种介质中的推力和轴功率。
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四、模拟结果分析
3.转速对流场和搅拌机的影响 选取转速n=774r/min和n=1000 r/min两种转速进行模拟计算。 从速度云图中可以看到，两种速度下池内流场的速度分别基本相同，流体
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致谢
谢谢观看！
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基于FLUENT的叶轮流场分析
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一、研究背景及意义
潜水搅拌机，是污水处理过程中重 要的污水处理装置，它的性能对污 水处理的质量起着至关重要的影响
其叶轮的形状、尺寸和叶片类型等 对搅拌池内流场有着重要影响。
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二、研究现状
段研 究 手
实验研究 数值模拟
的循环过程并无差别，而高速时搅拌机叶轮的服务面积更大些，但无明显差 距。
叶片搅拌功率P1的大小反应了池内运动状态和搅拌程度，它也是电机功 率P2的选择依据。现计算出P1，得表。从表中看到，当转速增大时，其叶 片搅拌功率也明显增大，其所选用电机功率也随之增大。但是，低转速时 搅拌池内的流场整体也已达到了搅拌数值模拟方法
多重参考系法、滑移网格法、内外迭代法、“黑箱”模型法和大涡模拟法等
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三、研究思路
一、模型建立
二、网格划分。 三、数值模拟
四、结果分析
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四、模拟结果分析
n=774r/min 速轴截面度分布云图、速度矢量图、流线图
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