俞永明

雙雙集團有限公司，浙江諸暨 311800

0 引言

隨著國民經(jīng)濟的的不斷進步和發(fā)展，風(fēng)機的產(chǎn)生在國民經(jīng)濟的生產(chǎn)發(fā)展中起到很大的促進作用，風(fēng)機將隨著時代的發(fā)展，不斷更新技術(shù)研究，從而能夠更好的適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要，傳統(tǒng)的風(fēng)機設(shè)計，人們僅靠試驗取得數(shù)據(jù)和經(jīng)驗公式，試驗發(fā)現(xiàn)問題，改進設(shè)計。但由于試驗研究方法受到各種條件的限制，很多模擬參數(shù)的測量受到很多不良因素的影響，給測量結(jié)果帶來很大的困難，很容易降低風(fēng)機數(shù)值的實用性，對風(fēng)機數(shù)值測量的誤差加大。而現(xiàn)階段，由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，利用商業(yè)CFD軟件對風(fēng)機的全三維流場進行模擬已越來越普遍，也就是利用計算流體力學(xué)對風(fēng)機進行數(shù)值模擬的研究，給數(shù)值模擬工作帶來了很大的便利，通過對計算結(jié)果進行了分析，模擬結(jié)果有助于理解風(fēng)機內(nèi)部的流動規(guī)律。

1 計算流體力學(xué)的概念分析

計算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）起源于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時的學(xué)科興起跟計算機的技術(shù)發(fā)展有很大關(guān)系，隨著人們對其不斷的發(fā)展和研究，計算流體力學(xué)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，各種商品化的CFD通用性軟件開始應(yīng)用這類力學(xué)研究，同時更是對很多工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)發(fā)展起到很大的作用，計算流體力學(xué)以計算機為基礎(chǔ)，利用數(shù)值的方法進行對流體力學(xué)各類問題的研究和模擬，主要在離散格式、湍流模型與網(wǎng)格生成等方面進行相對的數(shù)值試驗、計算機模擬和分析研究，利用計算流體力學(xué)研發(fā)出得CFD技術(shù)，不僅極大的克服了傳統(tǒng)流體力學(xué)中不完善的問題，而且還在應(yīng)用領(lǐng)域得以全面的擴大，很多核能、化工、建筑等領(lǐng)域都有其力學(xué)的涉略。風(fēng)機在以上領(lǐng)域也有其所用之處，為此，計算流體力學(xué)對風(fēng)機的設(shè)計和研究也有很大的作用。

2 風(fēng)機的數(shù)值模擬分析

眾所周知，風(fēng)機的國民經(jīng)濟發(fā)展的重要工具，其在對生產(chǎn)過程中發(fā)出的大量濕、熱、工業(yè)粉塵、甚至有害氣體和蒸汽都有著有效的防護和凈化處理的作用，同時還能回收再利用，有效的對資源進行合理的分配整合，其中風(fēng)機在紡織業(yè)的作用較為突出，絡(luò)筒機的離心風(fēng)機提供了吸紗的作用，不僅可以免去資源浪費，還能減少紡紗機的能源消耗，有效的提高紡紗質(zhì)量，具有更多的促進作用。在工業(yè)發(fā)展中，風(fēng)機從節(jié)能、降低噪聲污染的角度來說，尤其更大的促進作用，因此在風(fēng)機的設(shè)計原理上，更多的要注重高效率，但就目前市面上的風(fēng)機產(chǎn)品，可謂參差不齊，很多規(guī)格和品種配套性極差，為此在工業(yè)應(yīng)用上也受到了很大的影響，需要對已有的風(fēng)機進行改造，數(shù)字模擬其實是以電子計算機為工具，把數(shù)學(xué)模型蘊藏的定量關(guān)系展示出來，利用計算流體力學(xué)對風(fēng)機的復(fù)雜流動問題的模擬計算，通過數(shù)值離散求解流體運動方程，揭示風(fēng)機流體機理和流動規(guī)律，從而研制出新的風(fēng)機設(shè)計，使整個產(chǎn)品從開發(fā)到運用都能夠達到更為經(jīng)濟和省時的作用。

3 基于計算流體力學(xué)的風(fēng)機數(shù)值模擬的應(yīng)用

利用計算流體力學(xué)來研究風(fēng)機的數(shù)值模擬，這種方法對風(fēng)機的設(shè)計提供更為依據(jù)原理，對風(fēng)機的不斷完善起到促進作用，其應(yīng)用范圍很廣，例如：通過對地鐵專用軸流風(fēng)機的設(shè)計來說，這類風(fēng)機主要應(yīng)用在地鐵車站和隧道區(qū)間內(nèi)，因其受都流量大、壓頭高和功率大等特點的制約，試驗成為了地鐵軸流風(fēng)機的設(shè)計檢驗的一般途徑，但是卻在人力物力上有極大的消耗，造成設(shè)計成本的浪費。為了克服這一弊端，采用計算流體力學(xué)的原理，對地鐵軸流風(fēng)機采用進行數(shù)值模擬，主要是對地鐵軸流風(fēng)機在不同轉(zhuǎn)速和安裝角度進行模擬，通過得出的最后結(jié)果進行指導(dǎo)設(shè)計方案，并將模擬結(jié)果與廠家的試驗數(shù)據(jù)作了對比，酌情查處風(fēng)機是否有需要改動之處，從而提高風(fēng)機的設(shè)計效率，具有明顯的應(yīng)用價值和經(jīng)濟效益。

4 結(jié)論

以上對計算流體力學(xué)的風(fēng)機數(shù)值模擬的分析和研究，計算流體力學(xué)不僅是對風(fēng)機的設(shè)計有很大的促進作用，更大的提高風(fēng)機的設(shè)計效率，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，其作用會越來越大，充分了的利用計算機和數(shù)值數(shù)學(xué)的結(jié)合，對流體力學(xué)的各類問題進行數(shù)值試驗、計算機模擬和分析研究，以解決實際問題。從而有助于人們對風(fēng)機的構(gòu)造設(shè)計進行深入了解和不斷完善，依靠合理的計算來優(yōu)化風(fēng)機的設(shè)計技術(shù)，計算流體力學(xué)不僅是科學(xué)技術(shù)革新的依據(jù)，更是極大滿足了國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，計算流體力學(xué)進行對風(fēng)機數(shù)值模擬的技術(shù)研究，更是對設(shè)計高效率的風(fēng)機具有重大意義。

[1]黃其柏.離心風(fēng)機旋轉(zhuǎn)頻率噪聲的理論與聲輻射特性研究[D].西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)年學(xué)術(shù)年會文集，2009.

[2]姚宏，王大枚，雷叢林.淺圓倉五種機械通風(fēng)方式比較試驗[D].中國糧油學(xué)會第二屆學(xué)術(shù)年會論文選集（綜合卷），2010.

[3]劉長生，劉玉山，李尚.高大平房倉機械通風(fēng)對比試驗報告[D].全面建設(shè)小康社會：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)學(xué)術(shù)年會論文集（上），2010.