基于流固耦合仿真的小型轴流风扇优化设计.pdf

《基于流固耦合仿真的小型轴流风扇优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、观弋IMxode血rn¨M泌ac。hme基于流固耦合仿真的小型轴流风扇优化设计许名珞(东南大学机械工程学院，江苏南京211189)摘要：为了解决某初步设计的轴流吹风机出风12'流量较小的问题，本文对轴流风扇进行了优化设计，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

2、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。关键词：轴流风扇翼型后弯角计算流体力学流固耦合中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1002—6886(2015)01—0006—06Optimizationofsmallaxial——flowfanbasedonfluid—-structureinteractionsimulationXUMingluoA

3、bstract：Inordertoaddresstheproblemofsmalloutletflowrateofapreliminarilydesignedaxialflowfan，thispaperpro—videsanoptimizeddesign，whichchangestheairfoilofthefanbladesfromNACA4409toAH79—100C，increasestheblades’settinganglefrom30to32．5degree，designsthebladeback—bendingan

4、gletobe8degree．Basedonthetheoryofcomputationalfluiddynamics，anumericalmodeltocomputetheair—flowfieldofaxialflowfanissetup．BasedontheANSYSWorkbenchPlatform，thispapermakesstructuralanalysisfortheoptimizedaxial—flowfanusingfluid—structureinteractionsimulationmethod，andc

5、hecksthestrengthofthenewfan．Theresultsshowthatsimulationresultscoincidewithenterprisetestresults，theoutletflowrateoftheoptimizedaxialflowfanincreasesby10．59％，theshaftpowerofthenewaxial—flowfanmeetstheenterpriserequirements，thestrengthalsomeetsthedesignrequirements，an

6、dtheoptimizationgoalsareachieved．Keywords：axial—flowfan；airfoil；back—bendingangle；computationalfluiddynamics；fluid—structureinteraction轴流风扇作为一种通用叶轮机械，被广泛应用是否符合设计目标。这种设计方法具有周期长、成在生产生活的各个行业。目前轴流风扇普遍存在效本高的缺点。随着计算流体力学理论的快速发展，率低、噪声大的问题，因此对轴流风扇的技术优化展CFD技术逐渐被应用到风扇设计中来。它相当于开

7、研究工作是十分必要的。近些年来，叶片弯掠技风扇性能试验的数值模拟，不经过试验就可以直接术在叶轮机械领域显示了良好的应用前景。经过大获取风扇的流量、静压等气动性能指标，从而避免了量实践证明，采用叶片弯掠技术可以有效地实现减反复的试制试验，解决了传统设计方法的缺陷问题。小流动损失、提高气动效率以及降低气动噪声的目利用CFD技术还可以得到如风扇上气流在流场的的I4J。此外，轴流风扇的叶片翼型、安装角、叶片速度分布等流场中不同的位置物理量的分布情况，数等主要结构参数将直接影响其流量、静压、轴功率这有助于更深人的认识风扇叶片附近及其流场内

8、的等气动性能。。气流流动，为风扇设计的改进提供参考。轴流风扇的传统设计方法主要是理论设计与试本文的研究对象为格力博公司的一款小型轴流验相结合，根据设计方案试制样品并进行试验，检验吹风机，其实物外形如图1所示。针对其出风口流观弋嬲。摘IModern哪赵保经．中国集