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2010年第3期 试验研究 基于质量进口边界的风机流场数值模拟 赵云波 王宗明/ 中国石油大学（华东）机电工程学院 兰永亮 王 坚/ 青岛宏达赛耐尔科技股份有限公司 摘要：应用FLUENT 软件对离心风机内部流场 部流场数值模拟，探讨了进口边界条件对模拟 进行了二维数值模拟，探讨了进口边界条件对 结果的影响。 计算结果的影响。在质量进口边界条件下得到 1 计算模型及边界条件设置 了风机内部的速度和压力分布。 模拟用风机出口为无扩压结构，转速为 关键词：离心风机；质量进口边界；流场；数值模拟 3 2900r/min，额定流量为40m /min。叶轮采用8 个后 中图分类号：TH432 文献标识码：B 弯直叶片，叶轮进口直径为244mm，出口直径为 文章编号：1006- 8155(2010)03- 0020- 03 410mm；叶片进口直径为253mm，出口角为70°。 Numeri cal S imulation of Flow Field of Fan 用分区划分网格的方法将计算区域划分为 Based on Mass Inlet Boundary 叶轮区和蜗壳区，叶轮区设置为旋转动网格，叶 Abstract: The FLUENT software is applied to 2- D 轮外部蜗壳区设置为静网格。在流动梯度变化 numerically simulate internal flow field of centrifugal 较大的叶轮区布置较密集的网格，而梯度变化 fan and the influence of inlet boundary condition on 缓慢的蜗壳区布置稀疏网格以减少计算量，得 calculation result is discussed. The internal velocity 到网格见图1。 and pressure distribution of fan are obtained under the mass inlet boundary condition. Key words: centrifugal fan; mass inlet boundary; flow field; numerical simulation 0 引言 [1] 离心风机内部流场非常复杂 ，用试验手段 对风机流场进行测量成本高、周期长。随着计算 流体力学的发展，应用数值模拟技术预报风机 流场已经得到广泛应用。 图1 计算模型的网格划分 进行风机流场数值模拟时，进口边界的选 采用标准 κ-ε 湍流模型进行瞬态数值计 择是非常重要的。文献[2- 3]选取的是压力进口 算，控制方程采用有限体积法离散，求解方程选 边界条件，文献[4- 5]选取的是质量进口边界条 用SIMPLE 算法，压力插补格式选择Standard 格 件，文献[6]选取的是速度进口边界条件。文献[7] 式，其它项选用Quick 差分格式。 指出如果压力进口边界条件和质量进口边界条 叶轮进口为进口边界；蜗壳出口处为出口 件都可以接受，应该选择压力进口边界条件。本 边界，并选用压力出口边界条件；动网格和静网 文应用FLUENT 软件针对一具体风机进行了内 格连接面定义为interface 边界，以此实现两区 收稿日期：2010- 02- 08 东营市 257061 — 20 — 域间的数据交换；壁面处使用标准壁面函数法 等