FLUENT密闭房间的鼓风机模拟

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1 前言                                                              

    各位读者肯定在洗手间或者其他场所见过鼓风机，特别是在地板潮湿的时候，保洁阿姨都会在角落开一台鼓风机朝着地面吹，将地面吹干以防你摔倒。今天咱们做一个简单的风机模型，模拟一个密闭房间内开启风机后的气流分布。

2 问题描述                                                          

    建立如下6m×3m的二维密闭房间，在左下角放置一台0.6m×0.08m（鼓风机外轮廓）的鼓风机，风机叶片置于风机中央，风机中心线距离地面0.09m。

图1 房间及鼓风机模型

    假定鼓风机的特性曲线如下表，由于FLUENT风机的特性是按风速和风压来的，因此将风量转换成风速（除以风机面积）。风机边界条件输入界面如图2所示，取风压跳跃方向为x轴正向，风速风压关系按线性拟合。

表1 风机特性参数

图2 风机边界条件输入界面

3 计算结果                                                          

    房间内的气流分布如下图所示，风机出口形成射流，房间内部气体形成循环流动。我们读取风机叶片处的平均速度为22.610817m/s，根据风机特性参数进行线性插值可以得到此时的风压为634.5545Pa。我们建立风机中心线，并绘制中心线的静压分布，读取叶片上下游的静压值分布为-642.091Pa和-10.7134Pa（如图4所示），因此风压值为631.3776Pa，与插值结果相比误差为0.501%。

图3 房间内部气流组织

图4 风机叶片上下游静压值