1）案例描述

本案例分析的是某軸流風(fēng)扇，模型包含出口導(dǎo)葉流到和轉(zhuǎn)子流道兩部分組成，模擬風(fēng)扇在入口速度為13.06m/s的工況下，風(fēng)扇流場流動分布及風(fēng)扇效率。本案例采用旋轉(zhuǎn)機(jī)械向?qū)Ｊ剑⒔Y(jié)合通用模式與旋轉(zhuǎn)機(jī)械專用后處理展示計算結(jié)果。

2）網(wǎng)格

六面體網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量180萬。

3）計算條件

1）新建工程

① 啟動AICFD 2023R2；

圖2-1 AICFD窗口

2）模型設(shè)置

進(jìn)入向?qū)Ｊ剑x擇模型機(jī)械類型>Fan，本案例為穩(wěn)態(tài)計算。設(shè)置完成，點(diǎn)擊“下一步”。

設(shè)置計算域，邊界條件以及求解參數(shù)設(shè)置，湍流模型采用Standardk-epsilon模型，點(diǎn)擊“下一步”；

根據(jù)模型設(shè)置，界面將自動識別交界面，也可以手動修改，點(diǎn)擊“下一步”；

根據(jù)模型設(shè)置，界面將自動識別邊界條件，也可以手動修改，點(diǎn)擊Inlet，Outlet修改進(jìn)出口邊界條件，點(diǎn)擊“下一步”；

選擇StartSolver，點(diǎn)擊“完成”運(yùn)行求解器開始計算。

圖2-9  運(yùn)行求解器設(shè)置

1）監(jiān)控曲線

查看殘差曲線。

2）求解結(jié)果更新及導(dǎo)入

單擊菜單欄 求解>可視化結(jié)果，實現(xiàn)可視化求解結(jié)果更新，現(xiàn)版本計算完成后自動進(jìn)行可視化求解結(jié)果。

3）可視化結(jié)果

①壓力云圖

單擊菜單欄后處理>云圖，選取位置和變量參數(shù)，設(shè)置等級參數(shù)，點(diǎn)擊應(yīng)用，讀取風(fēng)扇表面壓力云圖，可以看到在3000rmp轉(zhuǎn)速下的風(fēng)扇表面壓力分布。

圖3-3  表面壓力云圖

4）模型初始化

點(diǎn)擊菜單欄后處理>旋轉(zhuǎn)機(jī)械模塊，進(jìn)行模型初始化，激活旋轉(zhuǎn)機(jī)械后處理模式。

圖3-5  選擇初始化結(jié)果

5）可視化結(jié)果

①三維視圖

雙擊場景>三維視圖，選取組件和零件，讀取風(fēng)扇3D模型視角。

② 葉間平面

雙擊 場景> 葉間平面，選取組件，類型和變量參數(shù)，設(shè)置等級參數(shù)，點(diǎn)擊應(yīng)用，讀取葉間平面壓力云圖，可以看到在3000rmp轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子葉片對流體做功，流體流過轉(zhuǎn)子葉片后，壓力升高。

③ 子午面

雙擊 場景> 子午面，選取組件，類型和變量參數(shù)，設(shè)置等級參數(shù)，點(diǎn)擊應(yīng)用，讀取子午面壓力云圖，可以看到在3000rmp轉(zhuǎn)速下，風(fēng)扇與旋轉(zhuǎn)軸垂直的面的壓力分布，可以看到流體經(jīng)轉(zhuǎn)子加功后，壓力升高，且能清晰的看出葉片前緣在子午面上的投影。

④ 圖表

雙擊繪圖>葉片載荷，讀取葉片載荷表，可以自定義選擇X軸與Y軸變量，可以看出壓力面的壓力高于吸力面壓力，前緣處壓力最高。

圖3-10 葉片載荷

雙擊 繪圖> 圓周面，讀取圓周面圖，可以自定義選擇X軸與Y軸變量，可以看出壓力分布呈周期性變化；

圖3-11 圓周面

雙擊 繪圖>徑向曲線，讀取徑向圖，可以自定義選擇X軸與Y軸變量，可以看出壓力沿徑向逐漸增大，符合徑向平衡方程；

雙擊繪圖>入口至出口，讀取入口至出口表，可以自定義選擇X軸與Y軸變量。壓力在轉(zhuǎn)子葉片內(nèi)沿流向逐漸升高，在靜子葉片內(nèi)保持不變；

⑤ 旋轉(zhuǎn)機(jī)械曲面

圖3-14 旋轉(zhuǎn)機(jī)械曲面

⑥ 旋轉(zhuǎn)機(jī)械曲線