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发电机冷却风机的数据测算与核查

时间:2011-12-22 11:32:00   来源:中国发电机网   添加人:admin

  对于本文中的离心风机而言,其几何结构较为复杂。虽然已经把其分区分块构建实体然后进行网格划分,但是,强行用六面体结构化网格来进行网格划分,效果并不理想,得到的网格质量相对比较差;如果用纯粹的四面体网格进行划分,得到的网格质量更差;相比较而言,用六面体和锲形混和网格进行划分得到的网格质量最好。

  各个区域分别划分完毕之后,需要将这些区域耦合起来,这个问题处理的好坏直接影响到后续计算能否顺利进行。Fluent对这一问题有两种处理方式:第一,将这些连接面在Gambit中设定为interior面,采用这种解决方法的优点是到Fluent中进行边界设置时不需再进行更进一步的操作,缺点是它要求连接的区域必须共用这个连接面,而且连接的两个区域内的网格必须一致;第二,将这些连接面在Gambit中设定为interface面,采用这种方法需要在Fluent的边界设置时将连接区域进行数据交换的设置,优点是它不要求连接的区域一定要共用这个面,而且两边区域的网格可以不一致。

  显然,Q EAS的范围在01之间,值越小,表明网格质量越好;反之,则表明越差。尤其值得指出的是,对于六面体网格而言,其值不宜超过0.9;对于四面体网格而言,其值不宜超过0.85,否则容易产生退化的网格,从而出现负的体积导致后来计算失真。

  Gambit虽然是一个功能比较强大的网格划分软件包,但是,若想更进一步提高网格质量,则需要在Fluent里面进行网格自适应的操作,以此来弥补Gambit的一些不足。Fluent提供的自适应包括体积自适应、曲率自适应、边界自适应、等值自适应等等。网格自适应需要建立在对已有的网格划分已经比较完善的基础之上,然后根据初步计算的结果才可以进行合理的自适应操作,对这一问题在此不再赘述。

  比中的速度云图可以看出:从整体上看,流场的速度分布呈现明显的非轴对称性,这种流动的非轴对称性是由于蜗壳结构的非轴对称性引起的;尽管叶轮结构具有轴对称性,流动较为平稳。其中靠近蜗壳后盘部分,明显存在几个较大的漩涡区,从而造成比较严重的流动损失,这证明蜗壳的设计还有进一步优化的必要。

  对比中的压力云图可以看出:压力的分布规律沿轴向变化剧烈,靠近蜗壳前后盘的区域流动较为平稳,而且压力较低;在中明显看出压力在蜗壳区域并不是沿流动方向严格递减的,呈现一定的脉动迹象并有很多漩涡产生,这表明蜗壳在将动压收集转化为静压的过程中,效率比较低,元件之间的干扰较为严重。蜗舌部分的流动情况最为恶劣,并存在回流、分离流等情况,从而造成较大的流动损失;蜗壳出口处的压力分布极为不均匀,这与此风机的结构有密切关系。