三元葉輪的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及其氣動(dòng)性能分析.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，對其流場特性以及穩(wěn)定性的要求也逐漸提高。葉輪是風(fēng)機(jī)的核心部件，直接影響到風(fēng)機(jī)的整體性能?？紤]到葉輪的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程較為復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長，成本高，本文介紹了一種幾何設(shè)計(jì)方法，并且利用數(shù)值模擬方法分析內(nèi)部流場和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由于葉輪在加工時(shí)一般采用球頭銑刀，加工后的輪轂面會產(chǎn)生殘留高度，因此，研究殘留高度對流場的影響，在效率和精度之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，具有極其重要的意義。
　　首先介紹了葉輪的基本

2、知識以及葉片設(shè)計(jì)、造型的數(shù)學(xué)原理，給出了葉輪葉片的一種幾何設(shè)計(jì)方法。研究了貝塞爾曲線的特點(diǎn)以及在葉輪子午面設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用，同時(shí)介紹了B樣條曲線并將其應(yīng)用于葉片角以及葉片厚度的構(gòu)造過程，基于MATLAB環(huán)境完成整體葉輪的造型顯示。
　　其次介紹了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬方法。利用UG軟件完成通風(fēng)機(jī)各個(gè)流域如葉輪流域、蝸殼流域的造型過程，采用ICEM軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，利用FLUENT軟件對整個(gè)風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬，得到不同軸截面的流場分

3、布以及整機(jī)跡線圖。
　　然后討論了有限元分析方法以及主要計(jì)算步驟，并對APDL技術(shù)進(jìn)行了簡單介紹。在UG中建立葉輪的三維模型并導(dǎo)入ANSYS軟件中，施加離心力進(jìn)行強(qiáng)度分析，得到葉輪在離心力作用下的應(yīng)力和應(yīng)變分布。利用APDL技術(shù)將流場分析得到的葉片表面氣動(dòng)載荷施加到葉輪結(jié)構(gòu)上，對葉輪進(jìn)行流固耦合分析，并對施加氣動(dòng)載荷和未施加氣動(dòng)載荷兩種情況進(jìn)行分析對比。
　　最后介紹了輪轂表面幾何殘留高度的形成原理以及數(shù)學(xué)描述，討論了周期邊