基于NACA3505翼型叶片的CFD研究

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1、第28卷第6期2010年12月中国民航大。≯学报JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01．28No．6Dec·ember2010基于NACA3505翼型叶片的CFD研究曹惠玲·，罗立霄1，喻腊生2，李凡停2(1．中国民航大学航空工程学院，天津300300；2．哈尔滨工业大学能源学院．哈尔滨150001)摘要：轴流风机作为空冷发电机的重要部件。直接影响到发电机的冷却效果，进而影响到发电机的稳定运行和效率。在满足某型号风机原有设计要求的条件下，通过NACA3

2、505翼型．设计新的空问扭曲叶片模型，并对整个轴流风机进行全流道数值模拟计算。计算结果与原型叶片进行比较，经过分析表明。相对原型叶片，叶片背面的压力分布较为合理，涡流附面层较薄，涡流脱高强度减小。叶片前缘端没有出现大的涡流，后缘亦未出现涡流，不仅提高了全压效率．而且扭矩减小．风机的耗功率低。关键词：轴流风机；翼型；数值计算中图分类号：TH3ll文献标识码：A文章编号：1674—5590(2010)06一0018_04ResearchonBladeUsingNACA3505AirfoilbyCFD“

3、0Hui-lin1，LUO￡i哪i∞1，YULa-shen92，LIFan-tin92(1．CollegeofAeronauticalEngineering，CAUC．Tianjin300300，China；2SchoolofEnergyandPowerEn百needng。Harbininstituteoftechnology，Harbin150001，China)Abstract：Axial-flowfanisanimportantcomponentofair--cooledgenerator．

4、Itdirectlyaffectsthegenerator’Scoolingeffect，andfurtheraffectsthestabilityofoperationandefficiencyofthegenerator．ThispaperdesignamodelofnewspacetwistedbladeusingNACA3505airfoilthatsatisfiescertainconditionsoftheparticularmodel．Thefanusesthenumericalsi

5、mulationofthewholeflowpassage．Theresultshowedthatthepressureinthebackofthenewbladeismorereasonabletocomparewiththeprototypeblade．ItprovedthattheboundarylayerofeddyisbecomingthinnerandthestrengthofseparationbecomesweakeLThatisnotapparentlargereddycurre

6、ntinthebladeleadingedgeandtrailingedge．Theresultsnotonlyimprovethetotalpressureefficiency，butalsoreducedtorque，andreducedtheconsumptionoffan．Keywords：axial-flowfan；airfoil；numericalcomputation随着计算机技术的进步和计算方法的不断改进，计算流体动力学(computationalfluiddynamics，简称C

7、FD)在很多领域得到广泛的应用。此外，由于风机内部流场的实验测量还存在很大的困难，使得数值模拟成为研究叶轮内部流场的一种重要手段。特别是近几年来，在借鉴航空机械研究成果的基础上，风机内部流场数值模拟取得了巨大进步。从无粘性的理想流体发展到粘性的实际流动，从二维、准三维流动发展到全三维流动。通过分析流场及风机结构，对影响风机性能的主要设计参数进行优化设计，同时还应用于对轴流风机噪声的预测。李巍、王国强111采用人工可压缩性方法对具有叶顶间隙的轴流叶栅内湍流流动进行了数值模拟。结果表明，叶顶间隙的减小

8、使间隙涡产生过程延缓，强度的衰减速度增大，作用范围减小；间隙的存在导致主流速度明显降低，叶尖附近的二次流速度明显增大。Elhadi和吴克启12l对轴流风机内的三维流动现象作了数值模拟，计算基于求解雷诺时均的Navier—Stokes方程，分析了不同T况和不同区域内的流动状况，高负荷丁况下在静叶吸力面出现了大尺度的涡流和回流现象，这主要是流量减d,u．-l径向离心作用造成的。为了改善这种流动状况，重新设计了静叶，其安装角较以前改变了10。，数值分析结构表明新风机在静叶区域流动明显改善