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Ansys二維流體系統(tǒng)簡易建模及仿真

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1、n 27 fltrr^ o<«iFdi U seoand li suchMi Airfoi In :hrD«gli wm 強砧 ? tlve tiwbFJi ««rttelKirl£nw<nr Mr ihrcc±Kii Fl EJ flVcFdfl HOW IT WORKS El Hie alrh prsrpMedi u fiwwffh J mm W In Ibfr h*dtne 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) 。 □lit □F-thr fan, Hirnirkdhajlfta driwi Mg H* Krflow =耐?ln甲 thr wlumir 陜 Air Etaw mon din^j brr-mr h#rr orv sa rotor bMek m

3、udh mnohirr 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) Tl»c?»!j1jr twf 2dcLar*s rlJJ fte hJcuLf*:比 ±r&

4、#171; the ?i ■ Ml fW !Ht«< 袖即怙?11 lI^RV Ihf HHt ICtdl tmltr fLLL fee liluidMed ft >« Iftr >li-« ?■?■ I i' r. F -"inn wii inrirr llir ns■■” J1 f C'l-eriut^lTi.o need k>t be i-*i 件4.11”即 pr^Ktat *!fM- ■*] ■ L^pJ ira ipni hrsu read m*i br >rl ^eztflc ST

5、it h'-jpa It tjrpr Cr.fr£tJlir >"Jlir BFrf I fa il# □ PLOTRAW Set Up 5 Snlifti (th Opti n>n耳 ■ AlgorithB Ctrl B EjLCGutioiii Ctrl IB Additional Out B Fluid PrnpeTriea 5 Table Props ffi Fluw Euvlrtumcui. D W1P EnvironBcnT 曰 Rel fii»/Sl ?ib/T sip E Sldhii 1. i 上常 P^

6、ariKi B_ B Thfiranl Stftb i 1 i mt 也 IKJF R«1 nxnl i rm E3 Prop R el inxat i on BR^gtilts Capping MIR Sldb- lizilifimi [FLD4TA34J.I1R y.yiE Equation T三HF HnerF;r Bqi-istipn TJFB KiranLUex.ce EcruaTicji 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 口 pressure DOF 為 0 6

7、) Run Flotran,無報錯,點擊 Last set 后,進行 plot result 上為d Results ^eneraj rosiproc S Dal a 6 File Opts 園 Sumnaiy ]Firsl SeI 甸 Nftitt Set 園 Previous Set 回 Last Set S By Pick 目 By Load Ster* 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): 9IB »1 A Pref crviK cb: Pr^procr SoLu

8、tliUll. El lhit« t Pile QM百 呂編hG t <厝wtr* E R«ad RcesuI t b D Fl u l fte uiil 1 u BCfintaur Plot u TcjUffljyjLL El B Piet Pflith Ifes S l*ku# IrKC 戸 Ikfl Tr*c« fh J* List Trace Pl dPpvlqi Tnm Pl STi w- lutennbl BTUnf ll> HJLiBi IU肌d 畑 E ShlFry VhihiS Ib B Dtt ians f ur Chi

9、lp 國砧日ult? Vi-rtitr HAtiie PCR fLie Cal EE 田 ei BVBJTl Tflble El F«tb OEPErntimi B Surface O^erAticcis contour plot(選擇 Other FLOTRAN Quantities,Total Stagnation Pressure): Animate velocity of trace particles ANSY iitnr z< 謂# ■□B 7X HI ±^4ijC4M 3W -S1013C -zi^ais -410111 ICC S3: £K41.2 JG3>30E. 3421 EC 3Z1-3-E "■suae 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)

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