風機流場優化的案例
旋轉機械 流場分析｜基于STARCCM+的多翼離心風機流場分析
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流場分析
下面對設計工況下的風機內部流場進行分析。截取葉輪中間位置的 XY 截面與XZ 截面，網格如圖8所示。在XZ截面上建立速度矢量Vxz的流線分布，如圖10所示。從圖中可見流量大部分靠近蝸殼出口側流動，并且在蝸殼中形成了非常明顯的上下兩個二次渦流，這是蝸殼中主要損失之一。其主要的成因是軸向上流動分布不均，造成上下壓力不平衡而形成的二次流動。在XZ截面上建立徑向速度的矢量分布圖，如圖11所示。徑向速度間接代表了葉輪進出口的流量分布。從圖中可以更加明顯的看到流量在軸向上分布非常不均勻，其主要原因是空氣從外界進入葉輪前由于多翼離心風機軸面流道的特點，無法使軸向進氣能很好的均勻的導出徑向出氣，所以無法避免的造成了軸向速度分布不均勻。從優化的角度需要對軸面流道和進氣裝置的導流特性進行優化。
圖8 XZ、XY截面示意圖
圖9 XY截面葉輪示意圖
在XY截面上，建立面上葉輪內部Vxy矢量的相對速度流線分布圖，如圖12所示。圖中可見葉輪間都或多或少的存在葉間渦，其中約有 2/5 的流道中渦占據一半位置以上，在流量集中區域渦相對較小，但仍然存在。因此葉間渦的作用對多翼離心風機中的影響不可忽視。
展開 ABAQUS：風機應力場（考慮流固耦合+離心力）分析案例講解
[圖片]
汽車流場數值模擬及優化設計
圖15 優化后的汽車對稱面速度矢量圖
Fig.15 car symmetry plane velocity vector diagram after optimized
圖16所示為改進后的汽車對稱面壓力云圖，將其與圖8進行對比分析，從兩個壓力云圖的分析比較中我們可以很明顯地看到在安裝擾流板的汽車模型尾部上方產生了一個正壓力區，而下方產生的是負壓力區，從而降低了汽車尾部的升力，提高了汽車行駛過程中的安全性和操縱性。
圖16 優化后的汽車對稱面壓力云圖
Fig.16 optimized car symmetry plane stress nephogram
我們還可以通過對是否安裝擾流板的汽車模型尾部阻力和升力的比較來分析他們尾部流場的變化情況，從而得出結論。表4所示為在V=100Km/h條件下階背式有無擾流板的汽車模型尾部阻力和升力：
表4 兩種車型尾部升力和阻力對比
沒有擾流板
有擾流板
尾部阻力
151.2053
181.3496
尾部升力
78.6838
-30.797
從上表中，不難發現安裝擾流板和導流板的汽車模型的尾部上方阻力明顯增大，升力同時也減小了，這大大增加了汽車行駛時的安全性以及汽車的易操控性。
5 結 論
本文利用UG建立階背式轎車物理模型，采用CFD技術對其進行數值仿真模擬，得到其氣動力分析結果以及轎車壓力分布和尾部速度分布結果。為了提升轎車的流場性能，采取了安裝擾流板和導流板對汽車流場進行優化設計，并再次對其進行有限元分析。通過對比優化前后的有限元仿真分析結果，可以得出，安裝擾流板和導流板的汽車模型的尾部上方阻力明顯增大，升力同時也減小了，大大增加了汽車行駛時的安全性以及汽車的易操控性。
展開 汽車發動機進氣道流場三維數值解析與優化
汽車發動機進氣道流場三維數值解析與優化
王志 帥石金 王建昕 黃榮華 王必 盧蓓
摘要:為了改進EQ48BTAA增壓空空中冷柴油機性能,對發動機的高渦流進氣道內流場進行了三維數值模擬,得到了不同氣門升程下詳細的流場結構.氣道性能評價參數(流量系數和氣流轉矩)的計算結果與穩流試驗臺的試驗結果吻合較好.通過流場分析,找到了氣道不合理的部位,并應用CAD/CAM/CFD集成的方法對氣道進行了優化.優化后氣道流量提高了14%,渦流比降低了12%,改進的氣道豫發動機匹配后,該柴油機的排放已達歐II標準.
關鍵詞:汽車發動機 氣道 三維數值模擬 優化
汽車發動機進氣道流場三維數值解析與優化.pdf
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基于ANSYS workbench平臺 導流板型脫硫煙塔的煙氣流場優化設計
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SDA脫硫塔煙道降阻分析
對3#線系統進行模擬分析，并提出方案優化降阻。
3#線管道三維模型
圖紙中顯示，3#線進口管道均為雙風機進口，且管道進口尺寸均為3600mm×2600mm，進口管道煙氣量為90萬，進口速度邊界為13.35m/s。煙氣溫度為150℃。
3#線管道系統優化
由于現場實測結果表明，3#線出口管道阻力較大，因此需對3#線出口管道進行模擬優化，初始情況下出口管道內流線圖如下：
3#線出口管道內流線圖
出口管道總阻力為778Pa，其中Z字形彎頭阻力為363.6Pa，增壓風機出口彎頭的阻力為210.1Pa，風阻主要集中在這兩個區域內，對Z字型彎頭和增壓風機出口彎頭進行流場優化。
添加導流板后，出口管道內流線如下圖：
3#線出口管道優化方案內流線圖
顯然，在添加導流板后，管道內流線更加平順，并且分布更加均勻，管道內的最高風速由原始狀態的34.57m/s降低到了14.34m/s。對比原始狀態的壓力數據，添加導流板后出口管道的總阻力降低至363.5Pa,降低了約414.5Pa，其中Z字形彎頭阻力降低為164.3Pa。增壓風機出口彎頭的阻力為100.3Pa，降低了109.8Pa。此外，在Z字型彎頭添加導流板后，均流了下游流場，使得下游阻力也降低了106Pa。
3#線進口管道
3#線進口管道內流線圖
3#進口管道阻力為699.2Pa，阻力較高，這是由于進口管道內彎頭較多，且相鄰彎頭之間距離較近，氣流無法充分擴散，以旋流的形式分布在管道中，進而導致阻力升高。
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