[發(fā)明專利]一種基于CFD的風送式噴霧機結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010700476.1
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111783253A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫道宗;王衛(wèi)星;賴俊桂;占旭銳;宋淑然;楊明欣
• 申請（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發(fā)明公開了一種基于CFD的風送式噴霧機結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法，包括：S1：根據(jù)風送式噴霧機的幾何模型，建立三維仿真模型；S2：讀取建立好的三維仿真模型，進行網(wǎng)格劃分；S3：對風送式噴霧機進行數(shù)值模擬，根據(jù)風送式噴霧機實測的進口速度或進口壓力設(shè)置相應(yīng)的仿真邊界條件進行仿真計算，得到風送式噴霧機的各種云圖以及風機的性能參數(shù)；S4：根據(jù)得到的云圖及風機的性能參數(shù)，分析得到合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化范圍，繼續(xù)改變結(jié)構(gòu)參數(shù)進行仿真模擬，最終根據(jù)仿真計算的結(jié)果與預期設(shè)計指標接近或者達到時，完成風送式噴霧機結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。本發(fā)明能夠根據(jù)實際的需求實現(xiàn)對風送式噴霧機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，提升風送式噴霧機的工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風送式噴霧機結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種基于CFD的風送式噴霧機結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法。

背景技術(shù)

風送式噴霧機是生活中常見的噴霧機器，廣泛應(yīng)用在植保施藥、環(huán)保除塵降霾、工業(yè)抑塵降溫等領(lǐng)域，傳統(tǒng)的風送式噴霧機結(jié)構(gòu)比較簡單，但是存在著工作效率低、運行噪聲大、電機能量損耗大等諸多急需解決的問題。現(xiàn)有的風送式噴霧機都采用匹配電機功率的方式來設(shè)計風送式噴霧機。這種方式不僅造成風送式噴霧機的性能低下，同時也對風送式噴霧機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提出巨大的挑戰(zhàn)。

因此，如何提供一種基于CFD的風送式噴霧機結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明旨在解決風送式噴霧機設(shè)計過程中結(jié)構(gòu)不合理的問題，提出一種基于CFD的風送式噴霧機結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法，能夠根據(jù)實際的需求實現(xiàn)對風送式噴霧機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，提升風送式噴霧機的工作效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于CFD的風送式噴霧機結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法，包括如下步驟：

S1：根據(jù)風送式噴霧機的幾何模型，建立三維仿真模型；

S2：讀取建立好的三維仿真模型，進行網(wǎng)格劃分；

S3：對風送式噴霧機進行數(shù)值模擬，根據(jù)風送式噴霧機實測的進口速度或者進口壓力設(shè)置相應(yīng)的仿真邊界條件進行仿真計算，得到風送式噴霧機的各種云圖以及風機的性能參數(shù)；

S4：根據(jù)得到的云圖以及風機的性能參數(shù)，分析得到合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化范圍，再繼續(xù)改變結(jié)構(gòu)參數(shù)進行仿真模擬，最終根據(jù)仿真計算的結(jié)果與預期設(shè)計指標接近或者達到時，即為完成風送式噴霧機結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。

優(yōu)選的，風送式噴霧機的幾何模型包括風送式噴霧機的風筒長度、寬度、形狀，葉片安裝角度的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

優(yōu)選的，在進行三維仿真模型建立時，對風送式噴霧機的結(jié)構(gòu)進行簡化，對一些非常細小的細節(jié)部件以及圓角、倒角、薄壁面進行簡化，對具有一定弧度的，利用3D掃描儀進行掃描。

優(yōu)選的，網(wǎng)格劃分的方法包括如下步驟：

在ANSYS Meshing模塊中讀取建立好的模型，先進行整體網(wǎng)格劃分，將整體網(wǎng)格尺寸大小設(shè)置為5mm，整體網(wǎng)格劃分完后，再將Size Function設(shè)置為Proximity andCurvature的方式對網(wǎng)格進行局部加密，將網(wǎng)格尺寸設(shè)置為3mm，整體網(wǎng)格采用六面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；最后進行邊界層網(wǎng)格劃分，邊界層采用四面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，設(shè)置邊界層數(shù)為5層。

優(yōu)選的，所述步驟3中仿真計算的方法為：

湍流黏度：