Fluent風扇分析的案例
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風扇分析算例-國外培訓資料
2008920118043777801.rar
2008920118053177801.rar
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
（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：
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VL風扇噪聲計算（FLUENT與VL聯合仿真詳細步驟）
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：
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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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展開 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
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。本案例采用旋轉機械向導模式，并結合通用模式與旋轉機械專用后處理展示計算結果。
2）網格
六面體網格，網格數量180萬。
圖1-1 網格模型
3）計算條件
入口速度：13.06m/s；出口靜壓：0Pa；轉速：3000rmp；湍流模型：SST k-omega；介質：25°空氣。
展開 家用小型USB充電風扇跌落分析
家用小型USB充電風扇跌落分析
1問題引出
家用小型USB充電風扇由于體積小便于攜帶的優點深受廣大消費者的青睞，家用小型USB充電風扇的大量生產也給運輸帶來了一定的壓力，在運輸過程難免會發生碰撞與跌落，尤其是風扇的跌落，是風扇報廢的主要原因。為此，本文建立風扇跌落的仿真模型，分析其跌落對風扇內部零件變形損壞的影響，為家用小型USB充電風扇在運輸過程的跌落防控提供設計方案。
2 家用小型USB充電風扇建模簡化及分析
由于家用小型USB充電風扇的曲面建模比較復雜，因此選擇專門的三維建模軟件NX10.0進行風扇的三維建模，在建模過程中，考慮到LSDYNA動力分析的仿真合理與便捷，做出幾點簡化處理：（1）由于此種風扇有設計專門的防撞板，故忽略USB充電風扇的底座的三維建模（2）由于USB充電線對跌落過程影響不大，忽略USB充電線及充電插孔的建模部分（3）電機建成一個整體部分，忽略電機內部結構（4）電機與風扇葉片之間通過螺栓連接，螺栓用圓柱連接代替，螺母用矩形截面的長方體代替。通過上述建模分析與簡化處理，在UG軟件中建立的家用小型USB充電風扇模型如圖1所示。建立好的模型檢查無誤后導出為文本文件（x_t格式），方便在ANSYS的WORKBENCH平臺進行前處理操作與無限大地面的建立。
圖1家用小型USB充電風扇簡化模型
3 ANSYS/LSDYNA算例求解
在用UG建立好風扇的三維模型后，用ANSYS WORKBENCH平臺繼續進行幾何模型和的處理工作，相關界面如圖2所示。在DM中首先建立無限大的地面板用以模擬跌落所需要的地面，風扇導入到DM中可以看到經過簡化后的風扇被劃分成了17個part，各個part所代表的的零件如表1所示。
展開 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 
基于STARCCM+的多翼離心風扇流場分析
（3）CFD仿真通過采用Java對StarCCM+進行二次開發，實現結構模型和CCM+的對接，并且實現了CCM+的自動網格劃分、邊界設置、計算求解和后處理分析。通過與實驗測試對比，驗證了CCM+對風機仿真的準確性比較高。
文章來源：CFD入門到精通
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）。
圖1：旋轉域包圍風扇葉片，靜止域包含流動障礙物和多孔線圈
Lighthill聲類比有兩種源的計算方式，分別是在域的整個體積上和在源的表面上執行源的計算。如果采用前一種方法，源計算需要整個域上的CFD信息，但在后一種方法中，我們只需要在單個表面而不是體積上讀取速度信息（以及不可壓縮模擬情況下的密度），從文件管理的角度來看，這是一個很大的優勢。本研究中風扇作為唯一的主要聲源，為了加速CFD模擬僅導出包圍風扇的表面，即轉子-定子界面靜態側的CFD數據。CFD求解器采用480個核心的仿真時間接近40小時。最耗時的部分是在每個時間步下寫入數據這個步驟，這會減慢求解速度。
本例基于Actran2021.1，采用Lighthill面源方法，將聲源映射到聲學網格上，并完成時域氣動聲源轉成頻域的計算。
展開 航空發動機風扇轉子模態分析實例
1摘要：
采用三維軟件對航空發動機風扇轉子系統進行實體建模，模型導入 ANSYS Workbench 中進行有預應力的模態分析。提取了前6階固有頻率及模態振型進行了分析和處理，發現了模態振型的順序和規律；研究了與之相對應轉子系統的坎貝爾圖，結合發動機的工作轉速和振動安全裕度，比較風扇轉子工作轉速與臨界轉速，進行共振風險分析。
2引言：
隨著航空發動機涵道比和推重比的不斷加強，風扇轉子的質量在整個發動機中所占比例也越來越大。任何的質量不均勻和葉片失效事件都會造成風扇轉子不平衡轉動，轉子系統一旦產生重大的結構載荷和振動，將嚴重影響航空發動機的安全性和可靠性。在工作轉速范圍內，臨界轉速應當偏離工作轉速，盡量避免轉子在受到某種激勵之后產生的共振給轉子帶來的嚴重損壞。轉子系統的各階固有頻率和振型是承受動態載荷結構設計中的重要參數。模態分析可以預估這些參數，得到的計算仿真數據可以為風扇轉子系統振動安全裕度的計算提供理論依據。
本文基于工業上廣泛使用的制圖軟件 SolidWorks對航空發動機風扇轉子系統（包含一個輪 盤和一個主軸的裝配體）進行三維實體建模，并導入ANSYS Workbench中進行有預應力（即離心預應力效應、陀螺力矩效應以及旋轉軟化效應）的模態分析，得到其固有頻率和振型，其結果可為轉子的動態設計提供參考，對改善轉子的動態特性具有重要意義。
3案例描述：
現有一款航空發動機風扇轉子在一系列的轉速條件下運行，請在這些轉速工況下進行模態分析，求解每一種工況下的前6階模態振型和固有頻率，并且輸出坎貝爾圖得到轉子的臨界轉速。
4模型：
幾何模型如下圖所示，軸向有較多的圓角和倒角過渡，為達到較高的網格質量故采用切分處理（不同顏色代表不同零件）。
圖1 模型
圖2 模型正視圖
網格模型如下圖。
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。
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