通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了離心風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)，這是研究離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的兩種主要方法。實(shí)驗(yàn)方法可以得到詳細(xì)而準(zhǔn)確的結(jié)果，但實(shí)驗(yàn)成本高，周期長(zhǎng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）的發(fā)展，小型離心風(fēng)機(jī)價(jià)格，數(shù)值方法在渦輪內(nèi)部流動(dòng)模擬中得到了廣泛的應(yīng)用。采用數(shù)值方法設(shè)計(jì)了離心風(fēng)機(jī)的子午線廓線。以離心風(fēng)機(jī)為例，進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。結(jié)果表明，采用數(shù)值計(jì)算方法可以簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確地得到給定子午線分布的葉輪子午線輪廓。提高風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)效率，具有良好的工程實(shí)用價(jià)值。提出了一種現(xiàn)代離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，即數(shù)值計(jì)算法。離心風(fēng)機(jī)分為三部分，分別計(jì)算。迭代法考慮了這三個(gè)部分之間的相互作用。研究表明，上述數(shù)值計(jì)算方法可為風(fēng)機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供良好的依據(jù)。改進(jìn)后的離心風(fēng)機(jī)效率提高，噪聲降低。研究了風(fēng)機(jī)葉片安裝的不均勻性。結(jié)果表明，數(shù)值計(jì)算方法可以定性地計(jì)算出風(fēng)機(jī)的噪聲值，但由于計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值之間存在較大誤差，日照離心風(fēng)機(jī)，無法替代噪聲的實(shí)驗(yàn)研究。采用不等距離安裝葉片的方法可以有效地降低風(fēng)機(jī)的峰值噪聲。

目前離心風(fēng)機(jī)的湍流數(shù)值模擬方法有直接數(shù)值模擬法、雷諾時(shí)間平均法和大渦模擬法。每個(gè)湍流模型都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于直接數(shù)值模擬方法，其優(yōu)點(diǎn)是可以在不引入經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ图僭O(shè)的情況下模擬流場(chǎng)中各尺寸的湍流波動(dòng)，因此被稱為的湍流波動(dòng)。精細(xì)計(jì)算離心風(fēng)機(jī)流體數(shù)值模擬方法的缺點(diǎn)是在直接數(shù)值計(jì)算中，網(wǎng)格尺寸要求很小，導(dǎo)致計(jì)算量的增加。它通常需要較大的內(nèi)存和快速的CPU，因此在實(shí)際工程中很難應(yīng)用。雷諾時(shí)間平均法是工程中常用的數(shù)值模擬方法。離心風(fēng)機(jī)通過引入雷諾應(yīng)力的封閉方程，可以求解時(shí)間平均雷諾方程。其優(yōu)點(diǎn)是避免了直接數(shù)值模擬計(jì)算量過大的問題，但這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭贿m用于有限的環(huán)境。直接數(shù)值模擬（DNS）是瞬時(shí)湍流控制方程的直接解。DNS的較大優(yōu)點(diǎn)是它不需要對(duì)湍流進(jìn)行任何簡(jiǎn)化或近似。理論上，離心風(fēng)機(jī)廠家，可以得到相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。然而，直接離心風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬所需的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大，計(jì)算量大。目前，只有一些簡(jiǎn)單的流動(dòng)機(jī)理可以研究，如室內(nèi)空氣流動(dòng)、靜水中的氣泡上升、顆粒與筒體在流動(dòng)過程中的碰撞磨損等。

可以看出，離心風(fēng)機(jī)型號(hào)，離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)長(zhǎng)、短葉片的吸力面不僅產(chǎn)生分離現(xiàn)象，而且產(chǎn)生兩個(gè)渦，設(shè)計(jì)工況下設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)長(zhǎng)、短葉片的吸力面存在一些分離現(xiàn)象，但沒有明顯的分離現(xiàn)象。產(chǎn)生了美國(guó)漩渦。通過比較兩種方法的流線圖可以看出，所設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的整體流動(dòng)性能得到了很大的提高，設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的效率得到了很大的提高。為了計(jì)算風(fēng)機(jī)內(nèi)部的氣動(dòng)噪聲，采用瞬態(tài)計(jì)算方法對(duì)離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算。風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算過程如下所述。瞬態(tài)計(jì)算的收斂性判斷。在離心風(fēng)機(jī)瞬態(tài)計(jì)算過程中，每一時(shí)間步都相當(dāng)于一個(gè)穩(wěn)態(tài)過程。因此，有必要保證計(jì)算在每個(gè)時(shí)間步的收斂性。瞬態(tài)計(jì)算過程中存在內(nèi)迭代的概念，內(nèi)迭代的原理與穩(wěn)態(tài)解的原理相同。內(nèi)部迭代次數(shù)可以通過模型樹節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行計(jì)算面板中的參數(shù)maxIteration/timestep來設(shè)置。瞬態(tài)計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)的確定是瞬態(tài)解的關(guān)鍵步驟。時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致一系列問題。如果時(shí)間步長(zhǎng)太大，一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)很難收斂和發(fā)散，時(shí)間分辨率太低。如果時(shí)間步長(zhǎng)太小，迭代次數(shù)會(huì)增加，計(jì)算開銷也會(huì)增加。因此，設(shè)定合理的時(shí)間步長(zhǎng)是非常重要的。離心風(fēng)機(jī)采用公式計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)。設(shè)置原則是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一次。

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