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Ansys二維流體系統(tǒng)簡易建模及仿真
摘要:本文模擬無葉風扇,參考渦輪原理,建立二維流體系統(tǒng),并使用 an sys14.0
2、對二維流體系統(tǒng)進行簡易仿真與分析。
1. 無葉風扇原理
無葉風扇靈感來源于空氣葉片干手器。利用噴氣式飛機引擎及汽車渦輪增壓中的技術,通 過底部的吸風孔吸入空氣,圓環(huán)邊緣的內部隱藏的一個葉輪則把空氣以圓形軌跡噴出,最 終形成一股不間斷的冷空氣流。 工業(yè)設計師詹姆斯 戴森爵士命名他的風扇為空氣倍增器。
以下為無葉風扇實物及結構原理圖(來自網上) 。
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二維建模
根據(jù)無葉風扇結構,設計以下仿真模型(ansys做出),腔內流動空氣產生 不同氣壓,因此于小孔(L1 L4位置)產生壓力差,本文假設氣流從二處噴 出,經狹縫進入外部,理論上 L9空氣將被吸入放大后經L10噴出。
2. 仿真操作流程及截圖
1) 建立上圖所示模型(較為復雜,此處略去過程)
2) 選擇CFD建立單元類型。
3) meshing tool進行網格劃分
4)輸入如下參數(shù)
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5) Fluid/CDF Load
如下圖,邊界速率VX VY全部為0,出入速率設為1(VY),兩端進出風
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7、) Run Flotran,無報錯,點擊 Last set 后,進行 plot result
上為d Results
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7)結果及分析
Vector plot(選擇DOF solution,Velocity V,第二張為不同網格劃分另一仿真結 果):
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contour plot(選擇 Other FLOTRAN Quantities,Total Stagnation Pressure):
Animate velocity of trace particles
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8)分析總結
本文系統(tǒng)建模不完全合理,僅供示意,可一定程度說明問題。由以上仿 真看出,小孔噴出小氣流,使得進氣口氣流匯聚在系統(tǒng)后方出氣口產生 較大氣球(顏色表示氣流強度),確實滿足建模目的,但整個模型及仿 真操作過程仍需進一步優(yōu)化來確定其合理性。
參考:
[1] wikipedia
[2] ansys_CFD_實例(二維流體CFD仿真例程)