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開天十八匠新蟲 (初入文壇)
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分享一個軸流轉(zhuǎn)子性能3D計算例子 已有1人參與
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1. 對象描述和例子的作用 這個軸流轉(zhuǎn)子風(fēng)扇，是依據(jù)一篇論文中的尺寸設(shè)計的。 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 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 這里舉這個例子是下面方便描述整個性能計算過程。 2. 物理域到計算域 由于是計算風(fēng)扇的性能曲線，所以需要考慮它的真實環(huán)境，在這個基礎(chǔ)上做出取舍和簡化。 散熱風(fēng)扇通常安裝在CPU、顯卡、機箱上，有向熱源吹的，也有向外吸出的。計算時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。 因為計算風(fēng)扇的性能，所以將風(fēng)扇的內(nèi)外流路向前后延伸，并且進氣面為內(nèi)外流路面上，不考慮環(huán)境向內(nèi)外流路的進氣畸變。這樣做顯然與風(fēng)扇的實際安裝情況不同，但是這也得簡化和模型化可以計算風(fēng)扇自己的性能，這個性能不會因為安裝和環(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)，或者考慮一些進氣畸變，也可以結(jié)合一些試驗數(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. 計算設(shè)置 計算開始之前，使用參數(shù)估算雷諾數(shù)： 以進口尺寸（高度、外徑） 和進口速度估算雷諾數(shù)在10000-20000之間； 以轉(zhuǎn)子考慮（軸向弦長、相對速度）估算雷諾數(shù)在 6000-12000之間； 所以，這種流動是屬于湍流的，同時這個雷諾數(shù)并不在自動�；瘏^(qū)，計算的性能不具有通用性。最后應(yīng)該選用湍流NS方程。同時將流體給定為不可壓縮的，速度很低。 在湍流模型上，考慮不進行特定區(qū)域的流動分析，只是進行性能計算。所以選定了穩(wěn)定性能和精度教好的SA模型。 在整個計算域內(nèi)分成三個五個網(wǎng)格塊，其中進口段和出口段講它設(shè)置為靜止的，這樣可以減小轉(zhuǎn)動的壁面的很微小影響，特別是在考慮計算軸向力時，建議盡量將旋轉(zhuǎn)面和實際對軸向力的面選中，其他面不要選擇。否則，計算的軸向力是錯誤的。 剩下的邊界條件比較方便了，進口給定總參數(shù)、出口給定流量。初值則選用給定常數(shù)值，對于低速機械，F(xiàn)INE的旋轉(zhuǎn)模式不是很好用。 先計算一個點，看看結(jié)果和基本分析，如果覺得點的負(fù)荷不高不低，再以之為基礎(chǔ)生成一個perf-curve的計算。 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。對于可壓縮的顯示總壓比、對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。 最后看看一下這個結(jié)果：  |
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