基于CFD方法建立軸流式礦用通風機的流體分析模型,選擇k-ε RNG湍流模型和壁面函數法,通過CFX求解得出不同滯后角條件下全壓效率、全壓系數、流量系數之間的內在聯系以及出口壓力和出口速度的變化特性。以全壓效率為優(yōu)化目標,葉片不同截面的出口幾何角作為設計變量構建優(yōu)化數學模型,通過Isight求解出滿足優(yōu)化目標的葉片結構。結果表明,優(yōu)化后的風機葉片可將全壓效率最大提升24.3%,可顯著地降低通風機在不同工作條件下的功耗。 

【文章來源】：液壓與氣動. 2020,(03)北大核心

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

軸流式礦井通風機的結構模型

網格質量是確保計算精度和迭代收斂性的關鍵。建立礦用軸流式通風機的CFD分析模型如圖2所示,為了便于網格劃分,將其分為入口計算域、葉輪計算域和出口計算域等三部分。其中,入口計算域和出口計算域均為空氣的充分流動或發(fā)展狀態(tài)。在所劃分的三部分區(qū)域中,葉輪計算域為流體動區(qū)域[10],其他區(qū)域為靜區(qū)域,各個區(qū)域之間的連接采用interface進行定義。根據風機結構可知,葉片具有扭曲性,厚度只有4 mm,因此采用非結構化網格,不僅更能適應復雜曲面,而且可獲得良好的收斂性�？紤]到計算效率,流體入口和出口區(qū)域采用結構化網格,葉輪計算域采用非結構化網格,其中,風機葉輪和導葉的局部網格如圖3所示。為了進一步確保整個CFD仿真的可靠性、收斂性和高效性,對網格密度進行關系檢驗。以全壓值為依據,逐漸增加網格數量,試算結果表明,當網格遞增至302萬左右時,全壓值幾乎不再發(fā)生變化,此時,網格密度對計算精度的影響可近似忽略。

在所劃分的三部分區(qū)域中,葉輪計算域為流體動區(qū)域[10],其他區(qū)域為靜區(qū)域,各個區(qū)域之間的連接采用interface進行定義。根據風機結構可知,葉片具有扭曲性,厚度只有4 mm,因此采用非結構化網格,不僅更能適應復雜曲面,而且可獲得良好的收斂性�？紤]到計算效率,流體入口和出口區(qū)域采用結構化網格,葉輪計算域采用非結構化網格,其中,風機葉輪和導葉的局部網格如圖3所示。為了進一步確保整個CFD仿真的可靠性、收斂性和高效性,對網格密度進行關系檢驗。以全壓值為依據,逐漸增加網格數量,試算結果表明,當網格遞增至302萬左右時,全壓值幾乎不再發(fā)生變化,此時,網格密度對計算精度的影響可近似忽略。1.4 模型參數特性

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3324525