管道风扇整机流场数值计算开题报告

1. 研究目的与意义

通风机是依靠电机的电能转换为叶轮旋转的机械能，对流体做功产生静压并排出的机械，广泛应用于工厂、矿井、隧道、车辆和建筑物的通风、排压和冷却、空调设备和家用电器的冷却和通风等。

风机依气流进入与出口方向的不同，主要可分为轴流式及离心式，轴流式风机具有高流量的特性，可使用于各种通风配置。

管道风扇作为一种重要的通风产品在日常生活中得到了广泛的应用，其性能受到翼型、安装角、外径、风道形状等多方面因素的影响，本文将以数值模拟的方法来探讨分析这些因素对风扇内部流场的影响，包括速度场、压力场、流量及性能曲线等。

2. 国内外研究现状分析

管道风扇流道结构的特点决定了其内部流场是非常复杂的，其通流部分是由一系列旋转叶片组合而成，这种情况下，气体运动存在绝对运动与相对运动，风扇内部气体的流动实际是三元周期性非定常流动，也就是说在实际流场中，所有气流参数是空间坐标系上三个方向的变量的函数。

同时风扇内部流场又受到流道形状、叶片厚度、叶面气动作用力径向分量、叶栅进出口径向密度梯度、二次流等影响，实际气体三元流动十分复杂，而描述这种流动过程的气动方程组又无法直接求解，目前较普遍而又行之有效的方法是将低元和高元结合使用，即设计初始阶段用一元流动理论：其设计方法主要有两种，一是利用单独翼叶进行空气动力试验所得到的数据进行设计，称为孤立叶型设计法。

另一种是利用叶栅的理论和叶栅的吹风试验成果来进行设计，称为叶栅设计法。

3. 研究的基本内容与计划

随着计算技术的发展，在流体机械领域，计算流体动力学已成为分析流体流动性质的一个个重要工具。

本文选取目前使用较多的五叶轴流风扇作为研究对象，风扇直径240mm，轮毅直径95mm，轮毅厚度为50mm，叶片数5。

物理模型的建立在fluent的前处理软件gambit中完成。

4. 研究创新点

分析风扇流场，预测风扇性能，为风扇结构优化提出依据。