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開天十八匠新蟲 (初入文壇)
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分享一個(gè)軸流轉(zhuǎn)子性能3D計(jì)算例子 已有1人參與
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1. 對(duì)象描述和例子的作用 這個(gè)軸流轉(zhuǎn)子風(fēng)扇，是依據(jù)一篇論文中的尺寸設(shè)計(jì)的。 它用于電腦散熱，下面是它的參數(shù)： 工質(zhì) 標(biāo)準(zhǔn)大氣 轉(zhuǎn)速 3000 外徑 0.072米 內(nèi)徑 0.036米 流路形式 等內(nèi)外徑 流量 43立方米/時(shí) 軸向弦長 0.01（根）、0.08（頂） 葉片數(shù) 11 靜壓升 14帕斯卡 風(fēng)速 4.5米/秒 這里舉這個(gè)例子是下面方便描述整個(gè)性能計(jì)算過程。 2. 物理域到計(jì)算域 由于是計(jì)算風(fēng)扇的性能曲線，所以需要考慮它的真實(shí)環(huán)境，在這個(gè)基礎(chǔ)上做出取舍和簡化。 散熱風(fēng)扇通常安裝在CPU、顯卡、機(jī)箱上，有向熱源吹的，也有向外吸出的。計(jì)算時(shí)考慮向熱源吹出這種情況，并且將環(huán)境空氣看作是海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣。 因?yàn)橛?jì)算風(fēng)扇的性能，所以將風(fēng)扇的內(nèi)外流路向前后延伸，并且進(jìn)氣面為內(nèi)外流路面上，不考慮環(huán)境向內(nèi)外流路的進(jìn)氣畸變。這樣做顯然與風(fēng)扇的實(shí)際安裝情況不同，但是這也得簡化和模型化可以計(jì)算風(fēng)扇自己的性能，這個(gè)性能不會(huì)因?yàn)榘惭b和環(huán)境而有影響。如果要考慮風(fēng)扇應(yīng)用情況，可以考慮根據(jù)某一種安裝形式抽象出幾何來完整的分網(wǎng)，或者考慮一些進(jìn)氣畸變，也可以結(jié)合一些試驗(yàn)數(shù)據(jù)考慮匹配損失（在工程中推薦此種方法）。在出氣方向也要這樣考慮。 在轉(zhuǎn)子上，由于尺寸很小，而間隙的影響很大，所以給定了2毫米的間隙。 最后使用AG分出了網(wǎng)格如下圖：  3. 計(jì)算設(shè)置 計(jì)算開始之前，使用參數(shù)估算雷諾數(shù)： 以進(jìn)口尺寸（高度、外徑） 和進(jìn)口速度估算雷諾數(shù)在10000-20000之間； 以轉(zhuǎn)子考慮（軸向弦長、相對(duì)速度）估算雷諾數(shù)在 6000-12000之間； 所以，這種流動(dòng)是屬于湍流的，同時(shí)這個(gè)雷諾數(shù)并不在自動(dòng)�；瘏^(qū)，計(jì)算的性能不具有通用性。最后應(yīng)該選用湍流NS方程。同時(shí)將流體給定為不可壓縮的，速度很低。 在湍流模型上，考慮不進(jìn)行特定區(qū)域的流動(dòng)分析，只是進(jìn)行性能計(jì)算。所以選定了穩(wěn)定性能和精度教好的SA模型。 在整個(gè)計(jì)算域內(nèi)分成三個(gè)五個(gè)網(wǎng)格塊，其中進(jìn)口段和出口段講它設(shè)置為靜止的，這樣可以減小轉(zhuǎn)動(dòng)的壁面的很微小影響，特別是在考慮計(jì)算軸向力時(shí)，建議盡量將旋轉(zhuǎn)面和實(shí)際對(duì)軸向力的面選中，其他面不要選擇。否則，計(jì)算的軸向力是錯(cuò)誤的。 剩下的邊界條件比較方便了，進(jìn)口給定總參數(shù)、出口給定流量。初值則選用給定常數(shù)值，對(duì)于低速機(jī)械，F(xiàn)INE的旋轉(zhuǎn)模式不是很好用。 先計(jì)算一個(gè)點(diǎn)，看看結(jié)果和基本分析，如果覺得點(diǎn)的負(fù)荷不高不低，再以之為基礎(chǔ)生成一個(gè)perf-curve的計(jì)算。 4. 后處理 后處理的流場分析在此略過。說說性能曲線的處理。 在FINE界面可以查看到性能曲線。對(duì)于可壓縮的顯示總壓比、對(duì)于不可壓的顯示壓升。 這樣只能截圖，所以如果想保留數(shù)據(jù)，還是得自己處理。處理的目標(biāo)文件是.mf文件�？梢杂米约菏煜さ恼Z言編寫輸入、輸出和處理程序。我選用的是PYTHON語言，在FINE界面里面就能執(zhí)行了。 最后看看一下這個(gè)結(jié)果：  |
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