本案例文檔，適合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)水平，具有極高參考價(jià)值，請合理使用文檔。本文檔提供基于ANSYS的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組溫度場仿真全流程指南，涵蓋幾何處理、網(wǎng)格劃分、求解設(shè)置及后處理等核心環(huán)節(jié)，結(jié)合實(shí)用技巧與問題解決方案，助力用戶高效完成熱場分析，支撐機(jī)組熱管理設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化。

請使用全英文路徑完成整個(gè)流程。

 

1. 幾何建模與處理

1.1 幾何導(dǎo)入與預(yù)處理

啟動SpaceClaim模塊

在ANSYS Workbench中創(chuàng)建新項(xiàng)目，拖拽 “fluid flow(fluent)”模塊至項(xiàng)目流程圖。右鍵選擇“edit Geometry in SpaceClaim ”進(jìn)入幾何建模界面。

通過菜單欄“File”→“Import”導(dǎo)入風(fēng)機(jī)模型（支持格式：STEP、IGES、Parasolid等），直接拖拽模型到窗口也行。若模型包含多余部件（如螺栓、支架），需手動刪除以簡化計(jì)算。

 

幾何切割與旋轉(zhuǎn)操作。平面切割：選擇選項(xiàng)卡中的切割工具，以塔筒底部或葉片根部為參考平面進(jìn)行切割，斷開幾何體的連接。此步驟確保后續(xù)旋轉(zhuǎn)操作僅作用于葉片部分。通過“Move”工具中的“Rotate”功能調(diào)整葉片至停機(jī)狀態(tài)（一個(gè)葉片朝下）。該軟件需要單獨(dú)學(xué)習(xí)操作的，可以關(guān)注作者的其他課程。

合并幾何體：使用“Combine”功能將旋轉(zhuǎn)后的葉片與塔筒合并為單一部件，避免后續(xù)分析中出現(xiàn)接觸面不連續(xù)問題。使用“Repair”工具修復(fù)模型中的微小縫隙或重疊面，確保幾何封閉性。對于復(fù)雜曲面（如葉片翼型），可通過“Simplify”功能減少局部細(xì)節(jié)，提升網(wǎng)格生成效率。

 

1.2 流體域抽取

創(chuàng)建外部流體域：在SpaceClaim中，選擇“準(zhǔn)備”選項(xiàng)卡，使用“外殼”工具沿風(fēng)機(jī)周圍生成長方體流體域，可以鍵盤上直接輸入數(shù)值。建議尺寸為風(fēng)機(jī)幾何的20-30倍。拉伸操作時(shí)勾選“No Merge”選項(xiàng)，避免流體域與固體區(qū)域自動合并，確保后續(xù)邊界條件獨(dú)立設(shè)置。

右鍵單擊塔筒或葉片，選擇抑制固體區(qū)域，僅保留流體域。檢查流體域是否完全包裹風(fēng)機(jī)，避免干涉。關(guān)閉幾何處理模塊。

 

流體計(jì)算前處理

2. 網(wǎng)格劃分與命名選擇

2.1 網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置

雙擊mesh進(jìn)入網(wǎng)格劃分模塊，先進(jìn)行全局網(wǎng)格控制，進(jìn)入ANSYS Fluent Meshing模塊，設(shè)置全局最大尺寸為5000 mm。

 

局部加密葉片表面網(wǎng)格：添加“Face Sizing”，設(shè)置尺寸為300 mm。若存在負(fù)體積網(wǎng)格，需調(diào)整局部尺寸或重新劃分。

 

2.2 命名選擇（Named Selections）

關(guān)鍵命名組定義

Inlet：選擇流體域前端面，指定為速度入口。

Outlet：選擇流體域后端面，指定為壓力出口。

Blade：隱藏其他部件后框選所有葉片表面，指定為固定溫度邊界。

Wall：選擇風(fēng)機(jī)外表面，設(shè)為壁面。

命名沖突處理，若出現(xiàn)“Duplicate Named Selection”錯(cuò)誤，需檢查名稱是否重復(fù)，并在模型樹中刪除冗余組。軟件會自動創(chuàng)建接觸，無需單獨(dú)設(shè)置即可，流場會自動識別為接觸面。

 

關(guān)閉該模塊進(jìn)入fluent模塊，雙擊對應(yīng)模塊即可進(jìn)入流體模塊。

3. 求解設(shè)置與邊界條件

材料屬性與求解器配置

材料庫設(shè)置，在Fluent中雙擊空氣材料（Air），可以設(shè)置對應(yīng)材料屬性。