风机翼型边界层分离的二维数值模拟研究_毕业设计

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1、风机翼型边界层分离的二维数值模拟研究题目毕业设计(论文)`院系动力工程系专业班级热能与动力工程学生姓名指导教师I热能与动力工程毕业设计风机翼型边界层分离的二维数值模拟研究摘要当风机工作时，气体流道的几何形状改变会使流体运动速度的大小和方向发生改变，从而产生流动分离。流动分离产生的冲击会造成流动损失。流体运动速度的大小和方向的改变，也会使得气体在进入叶片入口和从叶轮出来进入压出室时，流动角不等于叶片的安装角，从而产生冲击损失，影响风机的效率和性能。由于气体进入叶片入口时存在着冲击速度，使气体在风机叶片的吸力面上形成旋

2、涡，造成边界层分离现象而会导致能量损失。针对G4-73风机翼型，利用商业软件FLUENT的前期处理工具Gambit建立二维不可压缩湍流模型，再利用FLUENT对翼型在-36°到8°的空气来流攻角下的气动特性进行了相应的数值模拟计算，然后，对不同攻角下模拟所得到的速度矢量图进行比较分析，得出风机翼型边界层分离和攻角的关系。关键词：风机翼型；边界层；数值模拟；攻角III热能与动力工程毕业设计THE2DNUMERICALSIMULATIONOFTHEBOUNDARYLAYERSEPARATIONONAWINDTURBIN

3、EAIRFOILAbstractWhenthefanworking,thegasflowchannelgeometrywillchange，whichmakesthefluidvelocitymagnitudeanddirectionchangeresultingflowseparation.Theflowseparationwillcausetheflowloss.Thechangeofthefluidvelocitymagnitudeanddirectionmakestheflowanglebenotequal

4、totheinstallationanglewhenthegasisgoingintotheimpellerfromtheentranceandoutfromtheimpeller,resultinginshockloss.Theshocklosswillaffecttheefficiencyandperformanceoffans.Whenthegaswithimpactspeedimportedintotheentranceofimpeller,itwillbringaboutthevortexonthesuc

5、tionside.Thisisthereasonleadingtoboundarylayerseparation.WiththehelpofGambit，aprocessingtoolofFLUENTsoftware，aincompressibleturbulencemodelofakindofwindturbineairfoilwasbuilt.Ofcourse，thespecificairfoilofthisstudyisG4-73.UnderthedifferentAngleofAttack，theaerod

6、ynamicperformanceof2DaerofoilofwindturbineairfoilwassimulatedandanalyzedbyusingtheFLUENTsoftware.TheAoAofthisstudywaschangedfrom-36°to8°.ThencomparethespeedvectordiagramsobtainedviatheFLUENTsoftwareandfindouttherelationbetweentheboundarylayerseparationonthewin

7、dturbineairfoilandtheAngleofAttack.Keywords:Windturbineairfoil;Boundarylayerseparation;Numericalsimulation;AngleofAttackIII热能与动力工程毕业设计目录摘要IAbstractII1绪论11.1研究背景及意义11.2国内外研究现状和趋势21.3研究方法及主要内容32翼型基本知识42.1几何参数42.2气动特性52.3影响气动特性的主要因素63数值模拟理论83.1边界条件的确定83.2k-ε模型84数

8、值模拟结果及分析104.1利用GAMBIT建立计算模型104.2利用FLUENT进行模拟计算114.3模拟结果分析154.3.1对攻角为-36°时的模拟结果分析154.3.2对不同的攻角时的模拟结果分析174.3.3对相同大小的正负攻角的模拟结果进行分析19结论23参考文献24致谢26III热能与动力工程毕业设计1绪论1.1研究背景及意义风机是一种装有多个叶