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Ansys CFX是渦輪機械性能研究的組成部分，主要研究徑向風扇設計。

流體力學研究所（Lehrstuhl für str?mungsmechanik,LSTM）成立了研究小組專注于渦輪機領域的研究和開發工作。這項工作包括基于綜合分析設計考慮的葉輪機械設計、數值性能研究、快速原型制作、原型葉輪和擴散器以及完整風扇的實驗研究。在徑向壓縮機領域已經進行了廣泛的研究和開發，重點是用于真空吸塵器應用的徑向風扇。Ansys CFX 10.0計算流體力學軟件是設計過程中不可缺少的一部分。

CAD模型

通過離心式渦輪機的流動，在旋轉葉輪的能量傳遞到氣流的區域內主要是徑向的。對于軸流風機來說，旋轉的葉輪在能量傳遞發生的區域內以軸向的方式通過。軸向鼓風機的運行也正在LSTM-Erlangen進行。

離心風機在許多方面與離心泵和離心壓縮機相似。這兩種機器的主要區別是泵推動的液體實際上是不可壓縮的，而壓縮機處理氣體的條件是流動流體的密度發生明顯變化。通常，風扇是處理低于1.1的壓縮比的設備，而鼓風機在1.1和4之間工作，而壓縮機在4的壓縮比以上工作。

在開發過程的第一步，LSTM-Erlangen的小組對現有的風扇進行性能研究，稍后將重新設計，達到更高的效率。這些性能研究是利用實際幾何形狀的CAD數據作為網格生成的基礎進行的。Ansys ICEM CFD軟件為復雜幾何形狀的快速網格生成提供了極好的工具。Ansys CFX提供了執行以下計算所需的所有多個參考框架工具：利用Ansys CFX軟件，易于對真空吸塵器徑向風機進行性能研究。用Ansys CFX進行CFD模擬，可以將來自試驗臺的流動通過葉輪和擴散器進入導葉，通過電機，再進入其后面的空間。從計算結果中可以得到非常詳細的信息， 這些信息可以用來與實驗研究中得到的相應結果進行比較。在LSTM-Erlangen有一個完整的試驗臺，以便對徑向鼓風機進行數值和實驗研究。

真空吸塵器風扇的詳細模擬圖：包括葉輪、擴散器、排絲葉片和電機

LSTM-Erlangen專門從事真空吸塵器中使用的壓縮機，具有非常高的轉速，通常從30,000轉/分到50,000轉/分。

在對實際風機進行測量和仿真后，確定改進的設計目標。這些目標一般包括在相同的壓力和流量下實現更好的效率。以一個完整的新設計為目標時，進行全系統逆平均線設計，將葉輪、擴壓器和脫螺旋葉片視為一個單元，而非單獨的。此外，還考慮了風扇將在其中運行的系統，這樣風扇將與吸塵器的運行條件完美匹配。利用Ansys CFX對ITER風機進行CFD模擬計算,通過反向全系統平均線設計,使ITER風機的設計達到規范要求成為可能。通過這種方式，LSTM-Erlangen公司有可能將真空吸塵器風扇的效率提高10%以上。Ansys CFX的一個有價值的特性是power語法，它允許使用內聯Perl命令編寫后處理腳本。我們用這種方法獲得了驗證所需的機器內部流動的精確信息，并改進了逆全系統平均線設計。

ANSYS ICEM CFD網格生成

最后，通過仔細詳細的Ansys CFX模擬驗證和改進了設計，幾乎沒有構建昂貴原型的風險。

然后在LSTM-Erlangen的試驗臺上進行了實驗研究，并將研究結果與改進后的風機規格和CFD計算結果進行了比較。詳細的全系統仿真結果與試驗臺上的測量結果吻合得很好。

LSTM試驗臺測量與ANSYS CFX仿真的比較

如果需要進一步開發，則進行修改。經過周密的設計和Ansys CFX的CFD驗證和改進，很少需要進行額外的修改。