【摘 要】
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该文目的旨在于发展一种能够用于风机蜗壳内部三维湍流流场的计算方法,通过计算揭示风机矩形蜗壳内流细节及流动机理,并为改善蜗壳设计及结构提供依据.文中试TM网络生成技术
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该文目的旨在于发展一种能够用于风机蜗壳内部三维湍流流场的计算方法,通过计算揭示风机矩形蜗壳内流细节及流动机理,并为改善蜗壳设计及结构提供依据.文中试TM网络生成技术并使用SIMPLE算法和κ-ε湍流模型进行研究,计算与实验比较的结果表明了该方法研究蜗壳内流的妥当性和计算结果的可靠性.该文通过坐标变得到任意非正交曲线坐标下的叶轮机械控制方程,并在此基础上通过张量运算导出了流动差分散方程和基于动量插值概念的压力修正方程,实现了复杂流动计算中运用非交错网格的数值求解方法.针对该文计算模型的复杂形状,采用了在求解POISSON方程基础上发展起来的TM网格生成方法,计算网络的图形和计算过程中的良好收敛性表明了TM方法对复杂流道网格生成的可行性,作者认为该方法可以在复杂流道内流计算中加以采用.该文针对所研究的问题,计算中运用了某些数值处理技术,如在蜗舌处采用人为剖开的方法,对于蜗壳出口处和蜗舌处出现的边界尖点,在网格生成时进地适当圆滑处理.数值研究结果与相关计算与实验数据进行对比表明:蜗壳截面内存在明显的二次流动,而且这种二次流在整个充道中经历了一个产生、发展和消亡的演变过程.蜗舌及其附近区域的充动是最为复杂的影响区域,着重改善该区域的流动品质是提高蜗壳性能的关键.从计算结果的比较来看,不同的蜗壳宽度其旋涡的变化趋势大体一致,说明流体粘性和外壁影响是蜗壳通流截面形成旋涡的物理机制,不同的蜗壳宽度旋涡的形状不同,说明蜗壳结构形式对粘性效果和流场细节有着重要影响.
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