軸流風(fēng)扇葉片氣動特性及其流動控制機(jī)理數(shù)值模擬.pdf

1、軸流風(fēng)扇在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活中普遍使用，風(fēng)扇葉片作為風(fēng)扇的能量交換元件，其形狀直接影響葉片附近的渦流強度，包含著許多復(fù)雜的流動機(jī)理，葉片的氣動性能直接影響風(fēng)扇的工作效率、運行壽命及噪聲。隨著現(xiàn)代生活對節(jié)能、環(huán)保及低噪等要求日益提高，如何有效提高風(fēng)扇葉片的氣動性能，借以提高其工作效率是人們長期關(guān)注的課題。
　　 本文以軸流風(fēng)扇葉片為研究對象，以提高其氣動性能和降低噪聲為目標(biāo)，提出了一種新型的可延緩失速的波浪翼型葉片。通過計算流體力學(xué)

2、軟件FLUENT對標(biāo)準(zhǔn)NACA0012翼型和波浪翼型葉片進(jìn)行三維數(shù)值計算對比分析，研究了翼型葉片在不同攻角下(0°≤α≤20°)的氣動性能及其復(fù)雜的三維流動結(jié)構(gòu)，同時進(jìn)一步研究了波浪翼型葉片在提高標(biāo)準(zhǔn)NACA0012翼型葉片升力及延緩其失速方面的物理機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)：與標(biāo)準(zhǔn)NACA0012翼型葉片相比，波浪翼型葉片由于其前后緣及上下表面沿展向呈正弦波浪型變化，延緩了最大截面處前緣的流動分離，并使得其在失速區(qū)均得到了更為平緩的升力系數(shù)曲線。

3、在小攻角(α<12°)工況下，標(biāo)準(zhǔn)NACA0012翼型葉片的升力系數(shù)稍大，然而當(dāng)攻角增大(α>12°)時，波浪翼型葉片升力系數(shù)明顯提高，最高可達(dá)20％。在此基礎(chǔ)上，利用PRO/E構(gòu)建了葉片數(shù)與安裝角相組合的九種軸流風(fēng)扇模型，探討不同翼型葉片數(shù)及安裝角對軸流風(fēng)扇氣動性能的影響機(jī)制，進(jìn)一步討論波浪翼型葉片在工程應(yīng)用方面的可適用性，通過比較風(fēng)扇內(nèi)流場的跡線和護(hù)風(fēng)圈渦量分布，發(fā)現(xiàn)波浪翼型風(fēng)扇并非在本文中的所有參數(shù)下均能改善標(biāo)準(zhǔn)葉片風(fēng)扇的氣動性能