離心風(fēng)機(jī)全三維數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、離心風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于國(guó)防建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)中，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和日常生活中占有重要地位。研究離心風(fēng)機(jī)并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，對(duì)節(jié)能減排和優(yōu)化能源配置具有重要意義。本文研究工作是在中船重工某研究所攻關(guān)項(xiàng)目背景下進(jìn)行的，利用數(shù)值模擬方法對(duì)一船用離心通風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬研究，并與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析其內(nèi)部氣體流動(dòng)特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)葉輪葉片以及蝸殼進(jìn)行氣動(dòng)性能方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析，主要做了以下幾方面的研究工作：
　?。?）原始風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬。介紹原型風(fēng)

2、機(jī)的結(jié)構(gòu)以及實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，確定網(wǎng)格的劃分方法和數(shù)值計(jì)算的方法，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。通過(guò)計(jì)算結(jié)果分析原始風(fēng)機(jī)流場(chǎng)的主要特點(diǎn)，結(jié)果表明，原始風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能偏低，葉輪通道內(nèi)部流動(dòng)分離嚴(yán)重。
　?。?）二元葉片的優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)原始葉輪，提出一種二元葉片型線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法，利用數(shù)值模擬手段得出葉輪效率最優(yōu)的方案。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，此方法得到的葉輪能較大地提高其效率和總壓升，并對(duì)風(fēng)機(jī)整機(jī)效率也有較大幅度的提高。流場(chǎng)分析表明，二元優(yōu)化

3、葉輪大大削弱了流動(dòng)分離，葉輪的流場(chǎng)得到了優(yōu)化。
　?。?）三元葉片的優(yōu)化探索。在二元優(yōu)化設(shè)計(jì)葉片的基礎(chǔ)上，對(duì)葉片進(jìn)行三元探索，主要分兩個(gè)方面，即是型線(xiàn)的三元優(yōu)化和積疊線(xiàn)的彎掠探索。型線(xiàn)的三元優(yōu)化是以孤立葉輪效率和壓升為優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化結(jié)果表明性能得到進(jìn)一步提高。積疊線(xiàn)的彎掠探索表明，彎葉片和掠葉片對(duì)風(fēng)機(jī)性能有明顯影響，彎掠組合葉片的影響不是單獨(dú)彎葉片和單獨(dú)掠葉片的簡(jiǎn)單疊加。
　?。?）葉輪與蝸殼軸向尺寸及位置耦合分析。通過(guò)對(duì)風(fēng)