三元葉輪的計算機輔助設計及其氣動性能分析.pdf

1、隨著工業(yè)技術的發(fā)展，通風機的應用范圍不斷擴大，對其流場特性以及穩(wěn)定性的要求也逐漸提高。葉輪是風機的核心部件，直接影響到風機的整體性能?？紤]到葉輪的傳統(tǒng)設計過程較為復雜，實驗耗時長，成本高，本文介紹了一種幾何設計方法，并且利用數(shù)值模擬方法分析內(nèi)部流場和結構強度。由于葉輪在加工時一般采用球頭銑刀，加工后的輪轂面會產(chǎn)生殘留高度，因此，研究殘留高度對流場的影響，在效率和精度之間尋找一個平衡點，具有極其重要的意義。
　　首先介紹了葉輪的基本

2、知識以及葉片設計、造型的數(shù)學原理，給出了葉輪葉片的一種幾何設計方法。研究了貝塞爾曲線的特點以及在葉輪子午面設計過程中的應用，同時介紹了B樣條曲線并將其應用于葉片角以及葉片厚度的構造過程，基于MATLAB環(huán)境完成整體葉輪的造型顯示。
　　其次介紹了計算流體動力學的數(shù)值模擬方法。利用UG軟件完成通風機各個流域如葉輪流域、蝸殼流域的造型過程，采用ICEM軟件進行網(wǎng)格劃分，利用FLUENT軟件對整個風機進行數(shù)值模擬，得到不同軸截面的流場分

3、布以及整機跡線圖。
　　然后討論了有限元分析方法以及主要計算步驟，并對APDL技術進行了簡單介紹。在UG中建立葉輪的三維模型并導入ANSYS軟件中，施加離心力進行強度分析，得到葉輪在離心力作用下的應力和應變分布。利用APDL技術將流場分析得到的葉片表面氣動載荷施加到葉輪結構上，對葉輪進行流固耦合分析，并對施加氣動載荷和未施加氣動載荷兩種情況進行分析對比。
　　最后介紹了輪轂表面幾何殘留高度的形成原理以及數(shù)學描述，討論了周期邊