[交流] 分享一个轴流转子性能3D计算例子 已有1人参与

1. 对象描述和例子的作用 这个轴流转子风扇，是依据一篇论文中的尺寸设计的。 它用于电脑散热，下面是它的参数： 工质 标准大气 转速 3000 外径 0.072米 内径 0.036米 流路形式 等内外径 流量 43立方米/时 轴向弦长 0.01（根）、0.08（顶） 叶片数 11 静压升 14帕斯卡 风速 4.5米/秒 这里举这个例子是下面方便描述整个性能计算过程。 2. 物理域到计算域 由于是计算风扇的性能曲线，所以需要考虑它的真实环境，在这个基础上做出取舍和简化。 散热风扇通常安装在CPU、显卡、机箱上，有向热源吹的，也有向外吸出的。计算时考虑向热源吹出这种情况，并且将环境空气看作是海平面标准大气。 因为计算风扇的性能，所以将风扇的内外流路向前后延伸，并且进气面为内外流路面上，不考虑环境向内外流路的进气畸变。这样做显然与风扇的实际安装情况不同，但是这也得简化和模型化可以计算风扇自己的性能，这个性能不会因为安装和环境而有影响。如果要考虑风扇应用情况，可以考虑根据某一种安装形式抽象出几何来完整的分网，或者考虑一些进气畸变，也可以结合一些试验数据考虑匹配损失（在工程中推荐此种方法）。在出气方向也要这样考虑。 在转子上，由于尺寸很小，而间隙的影响很大，所以给定了2毫米的间隙。 最后使用AG分出了网格如下图： 3. 计算设置 计算开始之前，使用参数估算雷诺数： 以进口尺寸（高度、外径） 和进口速度估算雷诺数在10000-20000之间； 以转子考虑（轴向弦长、相对速度）估算雷诺数在 6000-12000之间； 所以，这种流动是属于湍流的，同时这个雷诺数并不在自动模化区，计算的性能不具有通用性。最后应该选用湍流NS方程。同时将流体给定为不可压缩的，速度很低。 在湍流模型上，考虑不进行特定区域的流动分析，只是进行性能计算。所以选定了稳定性能和精度教好的SA模型。 在整个计算域内分成三个五个网格块，其中进口段和出口段讲它设置为静止的，这样可以减小转动的壁面的很微小影响，特别是在考虑计算轴向力时，建议尽量将旋转面和实际对轴向力的面选中，其他面不要选择。否则，计算的轴向力是错误的。 剩下的边界条件比较方便了，进口给定总参数、出口给定流量。初值则选用给定常数值，对于低速机械，FINE的旋转模式不是很好用。 先计算一个点，看看结果和基本分析，如果觉得点的负荷不高不低，再以之为基础生成一个perf-curve的计算。 4. 后处理 后处理的流场分析在此略过。说说性能曲线的处理。 在FINE界面可以查看到性能曲线。对于可压缩的显示总压比、对于不可压的显示压升。 这样只能截图，所以如果想保留数据，还是得自己处理。处理的目标文件是.mf文件。可以用自己熟悉的语言编写输入、输出和处理程序。我选用的是PYTHON语言，在FINE界面里面就能执行了。 最后看看一下这个结果：

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