【Fluent案例07】HVAC风机参数化分析
点击CFD之仿真区关注公众 号交流学习HVAC风机为一般的加热、冷却、通风或部件冷却提供经济的空气输送。典型的应用包括汽车鼓风机、冷却温室、木材和玉米炉的鼓风机、小型建筑的通风、冷却电气外壳和除去机械中的热量。 案例演示了利用ANSYS Workbench、ANSYS Fluent和ANSYS CFD-Post对暖通风机进行参数化研究以使用ANSYS Workbench中的设计点再现风机的特性曲线。 案例描述1 假设风机在一个恒定的密度ρ=1.225Kg/m3恒温工况下运行。风机进口直径为150mm，出口截面为100*100mm。叶片的数量是44,风机转速为3600rpm。在这种情况下，空气以150(200，300，400)CFM的流量作为输入参数进入风机，预测风机系统在多个设计点的性能。 Fluent设置2 启动workbench 2020R1，如下图所示操作。启动Fluent 2020R1，如下图所示。 启用湍流模型，如下图所示。更改角速度单位，如下图所示。设置旋转计算域，如下图所示。当模型导入Fluent之后，所有的壁面在相应的参考系中默认都是静止的。而wall-fluid_rotating和wall_inlet是属于MRF区域(fluid_rotation)的边界。因为它们实际上需要在绝对速度为零的情况下保持静止，所以这个需要修正，如下图所示。设置输入参数，并定义入口边界条件，如下图所示。设置输出参数dm与db，如下图所示。定义Solution Methods,如下图所示。确保设置Solution Initialization为Hybrid Initialization。输入迭代步数300，保存项目，关闭Fluent。workbench设置3 暖通风机制造商主要使用CFM(立方英尺每分钟)体积流量单位，因此我们需要在workbench中转换单位。双击Parameter Set进入参数设置界面。a.创建一个名为CFM的新输入参数。在Outline of All Parameters下的New input parameter下输入P4，CFM作为参数名，Value输入150。b.创建CFM到Kg/s的换算系数tmp。在New input parameter下输入P5，tmp作为参数名，单击New expression框，转到底部窗口中的Properties of Outline，在表达式行(B3)中，输入1.225*pow(12.0*0.0254,3.0)/60。c.将ANSYS Fluent参数mfr与CFM相关联。单击Outline of All Parameters下的单元格C4，然后在B3的Properties of Outline下，将值1替换为(P4*P5)，单位不变[Kgs^-1]。转换后的质量流量现在更新为0.08672Kg/s等于在1.225 Kg/m^3密度下150 CFM。在workbench中保存项目。在Workbench中，单击主菜单中的Update Project按钮。可以通过单击workbench右下角的Show progress按钮来查看计算进度。计算结束后，查看质量守恒情况，误差小于1%。速度迹线创建设计点并更新计算，后处理4 创建CFM设计点，如下所示。点击Update All Design Points进行更新求解。All Design Points求解完成。CFD-post后处理。逆时针分别是设计点1：200CFM,设计点2：300CFM，设计点3：400CFM。壁面静压的等高线图比较速度大小迹线和壁面静压的等高线图速度矢量图（z=0.05m）模型链接：来源：CFD仿真区
