[發明專利]一種閉式離心風機仿真測試方法

有效

• 申請號: 201911037481.2
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110954293B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 邵準遠;劉燕瀟;謝云川;周錫鈿
• 申請（專利權）人: 浙江上風高科專風實業有限公司
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 賀龍萍

本發明公開了一種閉式離心風機仿真測試方法，包括：氣動三維模型的建立、流場域網格劃分、網格質量檢查、數值模型的建立、后處理分析、網格無關性分析、數據提取及統計分析；該方法可在只有幾何參數而無其他設計參數的條件下，快速、準確的計算出風機全性能參數，可對風機內流場的速度、壓力、扭矩、效率等關鍵參數進行分析，得到的分析結果為高效率風機的研發提供有力保障。

技術領域

本發明屬于流體力學技術領域，尤其是涉及一種閉式離心風機仿真測試方法。

背景技術

隨著我國國民經濟的快速發展，節能減排、降低環境污染成為當前社會主題，開發高效率的流體機械設具有重大的社會效益。閉式葉輪的離心風機相對于半開式葉輪具有效率高，強度性能好的特點，而當前國內市場內采用的風機技術多數為上世紀開發的相對落后的技術模型，效率低，噪聲大，終端用戶運營費用高，環境污染嚴重等問題。

計算流體力學（Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD）是集應用數學、流體力學和計算機的綜合性學科，采用離散化的數值方法及計算機對流體進行數值模擬和分析，可縮短研發周期、降低研發成本、提高研發效率，已廣泛應用于工業產品設計之中。而閉式離心風機的葉輪具有前盤，集流器對口或套口和前盤對接，給數值計算模型前處理增加了難度。目前多數采用簡化方法，不考慮間隙對模型的影響，而這與實際的物理模型有差別，導致計算結果精度受影響。同時閉式離心風機結構相對復雜，結構化網格網格劃分難度大，模型處理周期長，而非結構網格對復雜幾何具有較好的適配性，因此一種遵從原物理模型的高精度快速的數值模擬方法具有重要意義，也為開發高效率風機提供有力保障。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提供一種提升數值精度及提高數值算法的閉式離心風機仿真測試方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種閉式離心風機仿真測試方法，其特征在于：包括：

a、建立與物理模型匹配的三維氣動模型；

b、在氣動三維模型中，劃分流體域和旋轉域，在用一個虛擬的多塊面包裹葉輪，內部的域定義為旋轉域，其他部分定義為流體域；

c、處理好的氣動三維模型，導入網格劃分軟件，進行非結構網格劃分；

d、劃分的網格進行smooth（光滑優化）處理，提升網格質量，最后檢查網格質量，導出計算網格；

e、處理好的網格導入流體計算軟件，定義域屬性，介質屬性的設定；

f、定義邊界條件，包括進口邊界條件定義、出口邊界條件定義、壁面邊界條件定義；

g、采用SST湍流模型，對閉式離心風機建模；

h、對數值做運算：對流項采用高分辨率法（High Resolution），湍流數值算法采用一介格式（First order）；

i、啟動模擬計算，監控關鍵物理參數，判斷計算是否收斂；

j、模型收斂后，查看結果文件，進行風機全開時初始的風量、風壓、扭矩、效率等數據的提取；

k、啟動全工況性能計算：對于引風機，進出口邊界條件可用進口流量或速度，出口靜壓；對于鼓風機，進出口邊界條件用進口全壓，出口流量；

l、進行網格無關性分析，分析數據的穩定性，提取數據及數據統計分析；