為了設(shè)計(jì)出高性能的通風(fēng)機(jī)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已滿足不了需要，必須采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法。這就要求設(shè)計(jì)者必須詳細(xì)掌握流體機(jī)械性能和內(nèi)部流動(dòng)狀況，從而給流體機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)理論和試驗(yàn)研究提出了新的課題。而大型商用CFD軟件的出現(xiàn)給風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬帶來(lái)了極大的便利，使人們對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)有了更深入地了解。

　　在設(shè)計(jì)制造流體機(jī)械時(shí)，一般的過(guò)程為設(shè)計(jì)、樣機(jī)性能試驗(yàn)、制造。如果采用CFD方法通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行樣機(jī)性能試驗(yàn)，能夠很好地在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段，預(yù)測(cè)流體機(jī)械的性能和內(nèi)部流動(dòng)產(chǎn)生的漩渦、二次流、邊界層分離、尾流、葉片顫振等不良現(xiàn)象，力求將可能發(fā)生故障的隱患消滅在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段，在一定程度上取代了試驗(yàn)，以達(dá)到降低成本、縮短研制周期的目的。

　　本次優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用FloWorks軟件對(duì)公司老產(chǎn)品9-26系列外徑為1120mm的葉輪內(nèi)部流體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行全三維的數(shù)值模擬，并將數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，同時(shí)對(duì)葉輪內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了分析，為改進(jìn)流體機(jī)械提供依據(jù)。

  采用 SolidWorks 軟件進(jìn)行幾何建模和網(wǎng)格劃分。

根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，在建模過(guò)程中進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化模型見(jiàn)圖1。

（1）對(duì)風(fēng)機(jī)整體進(jìn)行軸對(duì)稱(chēng)模型簡(jiǎn)化。FloWorks針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行數(shù)值模擬有兩種方式：局部旋轉(zhuǎn)區(qū)域（LocalRotating Region）及整體旋轉(zhuǎn)區(qū)域（Global Rotating Region），基本上兩種方式的運(yùn)算理論基礎(chǔ)都是相同的?？紤]到對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此將機(jī)殼區(qū)域簡(jiǎn)化為軸對(duì)稱(chēng)的覆蓋環(huán)面，然后采用整體旋轉(zhuǎn)的計(jì)算模式。

（2）對(duì)葉輪部輪蓋、輪盤(pán)、葉片及軸盤(pán)簡(jiǎn)化。在數(shù)值模擬過(guò)程中，需在葉輪各個(gè)部分進(jìn)行初始條件，邊界條件加載，因此為方便后續(xù)過(guò)程中加載及分析方便將輪盤(pán)及葉片進(jìn)行合理建模。

（3）葉輪出口處建立壓力測(cè)量環(huán)面（Measure）。

（4）為簡(jiǎn)化計(jì)算，定義進(jìn)口空氣為不可壓穩(wěn)定流，忽略葉輪內(nèi)部與流體無(wú)關(guān)的空腔（ Exclude cavities without flow conditions），并且定義所有壁面為光滑絕熱面 (Adiabatic smooth wall) 。

（5）整體旋轉(zhuǎn)區(qū)域的數(shù)值模擬計(jì)算方式，需在模型中設(shè)定靜止面，即設(shè)定模型中的定子 (Stator)。除葉輪區(qū)域外，其他流動(dòng)區(qū)域均為靜止的。

  網(wǎng)格劃分時(shí)，根據(jù)流體區(qū)域的大小需采用不同類(lèi)型、不同大小的網(wǎng)格（非結(jié)構(gòu)化的三棱體和四面體網(wǎng)格），將整體網(wǎng)格解析度調(diào)至4，并且指定最小壁面厚度為2mm。為了更精確的攫取葉片的曲面幾何網(wǎng)格，需再設(shè)定一個(gè)局部初始網(wǎng)格（Local Initial Mesh）針對(duì)葉片部分再調(diào)高曲率解析程度。整個(gè)計(jì)算域網(wǎng)格數(shù)目約1000000個(gè)。