Fluent風扇仿真的案例
（轉帖）VL風扇噪聲計算（FLUENT與VL聯合仿真詳細步驟）
這篇帖子轉自振動聯盟論壇，是Fluent_VL@163.com大師Z-Wing的新作！Z-Wing大師從最簡單的幾何建模開始，然后CFD計算，最后到數據導入VL進行風扇噪聲計算這樣一個完整流程，整個教程長達236頁！！！大家可以一步步按照Z-Wing大師的講解，使用Fluent與VL，完成風扇噪聲仿真的全過程！！！相信這樣的資料大家一定會收藏！！！
教程下載地址：http://www.kuaipan.cn/file/id_4630314047506294.htm
教程從風扇幾何建模、流體域建模開始講起，讀者完全可以依照這一過程實現計算。另外，Z-Wing大師由于使用的是Gambit，部分讀者用其它的前處理軟件（例如HyperMesh、ICEM、ANSA、ANSYS Workbench等），只要按照Z-Wing大師的思路去操作就可以了。如果大家不想在幾何建模上花時間，下面有Z-Wing大師提供的風扇噪聲STP模型文件，讀者只要用軟件打開就可以了。
模型下載地址：http://www.kuaipan.cn/file/id_4630314047506296.htm
Z-Wing大師教程截圖：
http://pan.baidu.com/s/1pJpDBlh
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從最簡單的幾何建模開始，然后CFD計算，最后到數據導入VL進行風扇噪聲計算這樣一個完整流程，整個教程長達236頁！！！大家可以一步步按照講解，使用Fluent與VL，完成風扇噪聲仿真的全過程！！！相信這樣的資料大家一定會收藏！！！
教程從風扇幾何建模、流體域建模開始講起，讀者完全可以依照這一過程實現計算。另外，由于使用的是Gambit，部分讀者用其它的前處理軟件（例如HyperMesh、ICEM、ANSA、ANSYS Workbench等），只要按照教程思路去操作就可以了。
模型：
fanblade.rar
教程：
Fluent - LMS Virtual-20120825-01-1.pdf
Fluent - LMS Virtual-20120825-01-2.pdf
Fluent - LMS Virtual-20120825-02-1.pdf
Fluent - LMS Virtual-20120825-02-2.pdf
Fluent - LMS Virtual-20120825-03.pdf
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Z-Wing大師教程截圖：
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Z-Wing大師教程截圖：
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基于fluent的管道風扇氣動噪聲分析
對風扇旋轉運動的仿真則是通過 MRF 模型來實現的。Fluent 中常用的多運動坐標系模型包括： SMM（滑移網格模型）,MPM(混合面模型)以及 MRF（多重參考系模型）。考慮到風扇中氣體運動屬于定常流動，所以選擇計算量相對較少的 MRF 基準。
作為旋轉機械仿真中最常使用的模型，MRF 模型計算思路在于：將算法區間分成數個運動相互獨立的子區間，先在各子部分間對流場方程進行求解，通過各部分間的交界面完成流場信息的傳遞。
作為 CFD 模型中唯一運動的旋轉流體域，將其邊界條件設定為 Fluid（流動域）。在 Fluent 軟件中選擇 MRF，并且將風機轉速定義為坐標系的轉速。
1.5計算方程選擇與仿真參數設置
對于風扇內部的穩態流動，采用定常計算模型進行仿真，且計算過程中不考慮重力的影響。利用 SIMPLE 方程完成速度與壓力的解耦，將湍流模型定義為 RNG k-epsilon;的雙方程模型。
在 Fluent 軟件對參數進行設定時，根據實際工況將流體材料定義為空氣且認為風扇內部流體不可壓縮；由于流動過程中沒有熱能的交換所以不對能量守恒方程進行求解，只考慮流體連續方程以及動量方程。對于控制方程中的湍動能耗散項以及動量項等使用二階迎風的離散格式，在迭代過程中使用欠松馳因子以加速收斂。
1.6風扇流場計算結果分析
用Fluent軟件對轉速為2000rpm的風扇進行計算，得到包括速度矢量圖、壓力云圖結果如下所示。
展開 Fluent風扇范例
分兩個部份
1.mrf scheme求解流場
2.smm scheme求解聲場
axis4015.rar
FLUENT教育訓練-風扇分析[1].part1.rar
FLUENT教育訓練-風扇分析[1].part2.rar
Fluent風扇分析算例-國外培訓資料
2008920118043777801.rar
2008920118053177801.rar
結構流體 | Workbench&Fluent家用風扇流固耦合動力學評估，限時免費
訓練營主題
Workbench&Fluent家用風扇流固耦合動力學評估
開課時間：
3月22日晚20:00~22:30
3月23日晚20:00~22:30
訓練營內容及安排
?? 第1天
第1天-動力學評估.有限元系統構成7要素.高精度誤差評估
1、小家電行業薪資調研&應用場景&評估所需知識
2、小家電評估涉及的物理場：結構場、流場、聲場、溫度場等
3、workbench有限元系統級產品評估流程“0基礎-337”-快速收斂
4、不同評估方式及其運動學和動力學的區別{三一&Vivo面試題目}
5、風扇系統動力學評估實戰演練
5.1 移動副構建
5.2 轉動副構建
5.3 求解設定.載荷步、載荷子步、迭代步、迭代子步、計算步、計算子步對求解精度的影響
6、小家電風扇系統評估有限元技術核心共性技術如何舉一反三應用到其他行業
?? 第2天
第2天-流固耦合.0基礎學習流固耦合
1 大型復雜有限元系統流固耦合評估流程&思維
2 流固耦合評估技術難點分析
3 流固耦合評估的技術流程分析
4 Fluent風扇系統風場評估實戰演練
4.1 動網格的使用
4.2 粗細粒度網格的控制
4.3 收斂性判定
5 流固耦合精度影響要素
6 結構、流體、溫度場數值模擬行業調研報告分析-{樂仿數據分析-數據均來源于各大就業網站
展開 【AICFD案例教程】軸流風扇仿真分析
AICFD是由天洑軟件自主研發的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設備和車輛運載等領域復雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結果處理完整仿真分析流程，幫助工業企業建立設計、仿真和優化相結合的一體化流程，提高企業研發效率。
一、概 要
1）案例描述
本案例分析的是某軸流風扇，模型包含出口導葉流到和轉子流道兩部分組成，模擬風扇在入口速度為13.06m/s的工況下，風扇流場流動分布及風扇效率。
STAR CCM+案例｜風扇仿真
本算例演示在STAR CCM+中模擬計算風扇的基本過程。
1 問題描述
計算幾何如下圖所示。風扇包含20個等間距的以2000 RPM的速度旋轉的葉片，風扇其他部分保持靜止。空氣以5 m/s的速度從進氣口進入到計算區域中，并從出口邊界離開。
算例先用運動參考系模型進行計算，后面轉為剛體運動模型計算。
2 STAR CCM+設置
啟動STAR CCM+并新建Simulation
2.1 準備文件及網格
選擇菜單
File > Load，在打開的對話框中加載仿真文件
fan_start.sim
右鍵選擇模型樹節點
Operations，點擊彈出菜單項
Execute All生成計算網格
生成網格如下圖所示。
注：案例中對進出口區域進行了拉伸延長。
展開 設計仿真 | 新型風扇氣動噪聲組合分析方法
軸流風扇產生的聲音具有兩個獨立且獨特的特征：線譜音調和寬頻帶。混合方法（使用Lighthill類比和對整個信號進行一次離散傅里葉變換）可以預測寬頻帶信號，但通常會得到不切實際的高波動噪聲結果。論文中提出了一種針對風扇噪聲問題的一種新的組合方法。與傳統的混合方法不同，該方法具有準確捕獲線譜音調噪聲并可獲得平滑的寬頻帶噪聲曲線的優點。
數值計算
首先進行非穩態CFD仿真進行。計算域由靜止場和包圍風扇的旋轉域組成，如下圖1所示。該模型捕捉了所有細節，例如風扇孔口、風扇護罩、線圈和百葉窗。在本研究中，線圈被建模為多孔區域，并應用滑動網格方法來計算Actran氣動聲學模擬所需的非定常CFD結果。旋轉域（風扇）的旋轉頻率為1118RPM。例子中的時間步長為0.0005s。此次模擬，0.8秒的總時間確保所求最小頻率遠小于37.2Hz（葉片通過頻率）。
展開 
風扇氣動噪聲仿真分享
01
前言
風扇/風機作為一種通用的流體機械，其廣泛應用于家電、軍工、車輛等領域。
風扇在運轉中，旋轉的葉片與周圍的流場以及靜止部件（蝸殼、格柵等）都存在相對運動，其流場表現出明顯的非定常特性。這種非定常特性不但影響風扇的氣動性能，也會產生明顯的氣動/流致噪聲。
隨著近些年來國內經濟的飛速發展，人們對居住、辦公、駕乘等環境的舒適度要求越來越高。風扇的氣動/流致噪聲，在家用空調的內外掛機、空氣凈化器、吸塵器、吸油煙機、汽車空調等的噪聲中均占據了主要的組成部分。
各相關企業的研發人員，對于研究、預測、降低風扇的氣動/流致噪聲可謂傷透了腦筋。某國外家電大牌的吸塵器等產品動輒大幾千元，其主打的產品特點就是“靜音”。
對于風扇氣動/流致噪聲的預測，或者說在工業領域應用氣動/流致噪聲的仿真分析，一直都存在痛點/難點。
展開 航空發動機風扇噪聲仿真
下圖列出了NASA研究中的若干降噪方案，分別為使用斜向上的短艙入口設計（使噪聲向天空輻射而不是地面）、主動噪聲控制技術、聲襯（被動控制）、前掠風扇葉片、彎掠出口導葉。其中葉片的彎掠技術可以降低轉靜干涉而使噪聲降低，且無需增加額外的裝置，深受各大航空發動機制造商青睞。
盡管NASA做了很多實驗研究，但在設計流程中，風扇噪聲的優化迭代還是要靠仿真軟件。針對風扇噪聲仿真對標這個細分課題，NASA也有專門的研究。其中較為著名的就是NASA主導，普惠、GE和霍尼韋爾分別參與的靜音風扇研究項目。NASA做了一系列實驗，并把實驗數據公布與眾，引誘眾多軟件廠商前來對標。
作為氣動噪聲仿真領域的扛把子，PowerFLOW怎會錯過這樣的機會。于是針對NASA SDT（NASA/GE Source Diagnostic Test）項目，PowerFLOW進行了一系列仿真計算，相關結果發表于AIAA。本文展示了其中一部分研究成果，即針對三種不同的出口導葉方案（基本型、低葉片數方案、后掠的低噪聲方案）進行了研究分析。
下圖分別展示了三個不同方案下，仿真和實驗得到的沿短艙外側、平行于短艙軸線不同位置處的總聲壓級的對比。可以看到，PowerFLOW預測的噪聲指向性分布與實驗基本一致，且絕對值的差異均在2.5dB之內。
如果進一步的比較方案效果的話，結果更令人驚訝，PowerFLOW預測的低噪聲方案和低葉片數方案相對于基準方案的降噪效果與實驗的差異基本保持在1dB之內，如下圖所示。
而在本次仿真中，還觀測到了一個非常有趣的現象。我們知道，雖然風扇的各個葉片在設計時遵從了相同的安裝角，但由于加工和裝配誤差，每個葉片的實際安裝角會略有不同。而這種裝配誤差卻可能會減弱轉靜干涉引起的諧頻噪聲。工程上也有人專門對安裝角進行一定的周向變動，形成“錯頻效應”來降低諧頻噪聲。
展開 基于STAR-CCM+軸流風葉 風扇仿真分析 噪音優化
特別是在軸流風扇形狀對噪音抑制方面需要進行更深入研究。目前，軸流風葉的設計主要基于實驗和CFD 技術，隨著CFD 技術的成熟和普及，CFD 技術成為空調風葉結構設計的主要手段。本文利用CFD 技術對不同風葉表面形狀和不同葉片外緣翹曲度的空調軸流風葉方案進行仿真分析，然后選擇最優方案制作模卡，進行實驗測試，從而驗證CFD仿真結果。
02
計算模型
本文以某空調室外機軸流風扇為研究對象，對軸流風扇結構進行優化分析，提高風扇風量同時降低風扇氣動噪音。風扇氣動噪音是空調外機噪音的一個主要來源，目前為了降低風葉氣動噪音，風葉外形在逐步進行仿生設計，例如風葉邊緣做成鋸齒狀，風葉端面打孔，葉片增加“蜻蜓痣”等方法，通過大量實驗證明仿生設計可以降低風葉的氣動噪音。本文對風葉外形進行優化設計，研討風葉外形與噪音的關系。
為節省計算時間，CFD 模擬僅對風扇模型進行分析，研討風扇性能。優化前風葉幾何參數如表1所示。模型如圖1-3 所示，風葉前后端的圓管長度大于10 倍風扇外徑，這主要是為了風葉進出口端湍流能夠達到充分發展階段，模型兩端進出口為壓力邊界條件。
展開 仿真助力減少航空發動機渦輪風扇的噪聲
比較仿真結果與現有文獻
為了增加對分析結果的信心，我們將仿真結果與論文“Theoretical Model for Sound Radiations from Annual Jet pipes: Far- and Near-field Solution”的結果進行了比較。舉例來說，下圖顯示了仿真研究中不同源特征模式產生的近場壓力。所有求解結果均基于管道內M1=0.45的馬赫數和管道外M0=0.25的馬赫數。
(m,n) = (4,0)的近場解
(m,n) = (17,1)的近場解
(m,n) = (24,1)的近場解
此外，我們分析了近場聲壓級和旋轉幾何的近場壓力。兩項研究的結果分別突出顯示在下方兩張繪圖中。
(m,n) = (24,1) 對應的近場聲壓級
(m,n) = (4,0) 對應的旋轉幾何中的近場壓力
通過對仿真結果與上文的現有文獻進行比較，我們進一步證實了仿真結果的有效性。
來源：COMSOL
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