风机模型计算域的设定图

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　　3-9 Mesh Interfaces操作(1)Savonius风机厂风机运行条件本文主要考虑在风速和叶尖速比不变的情况下，改变叶片的结构参数，研究叶片结构参数对于风机厂风机动转矩输出性能的影响方式。根据试验要求，风机厂风机运行条件设置如下：入口风速v-10m／s；叶尖速比^：0．5；由式(2．4)计算得，风机厂风机叶片旋转角速度∞为：由于后文针对原型机进行变结构参数分析，因此叶片半径R的数值有所变化，相应的风机厂风机叶片旋转角速度CO也会产生变化，本章节仅以原型机的参数为标准进行仿真方法的介绍。(2)计算域的设定根据Savonius风机厂风机的实际工作情况，考虑到滑移网格仿真模拟的需要，对3．3．2节中定义的Rotating和Still两个计算域进行相应设置。其中静止计算域Still区域的设置保持原有的默认设置，将Rotating区域设置为Movingmesh，勾选MeshMotion选项，定义旋转轴的方向为Y轴正方向，即定义旋转轴起点为(0，0，0)，定义旋转轴方向矢量为(0，1，0)，根据右手法则和风机厂风机叶片实际旋转方向定义叶片旋转角速度的值为．44．44rad／s。
　　3．4．6边界条件的设定
　　初始湍流参数计算根据3．1．4节中设计的风机厂风机流场可知风场尺寸为2．4×lm，已知空气动力粘度∥为1．7892x10。5N·s／m2，风场入口处风速1，为10m／s，根据“s湍流模型中关于湍动能和湍动能耗散率的计算公式可得。(2)入口边界条件设定本文将入口边界条件定义为速度入口(Velocity-inlet)，入口风速设置为10m／s，方向为垂直于入口边界。入口湍流参数设置根据上文计算所得，湍动能(TurbulentKinetic Energy)设置为O．1224m2／s2，湍动能耗散率(TurbulentDissipation Rate)设置为O．0679 ITl2／s3。(3)出口边界条件设定本文将风场出口的边界条件定义为压力出口(Pressure．outlet)，出口表压(GaugePressure)设置为0 Pa。出口回流湍流参数设置保持默认设置，即默认出口处不存在明显的回流。(4)壁面边界条件设定本文将Savonius风机厂风机叶片表面Blade定义为旋转壁面(Moving Wall)，设置其运动方式为相对所在旋转计算域运动(RelativetoAdjacentCellZone)，运动方式定义为旋转(Rotational)，相对速度设置为0 radJs，旋转轴起点定义为(0，0，0)，旋转轴方向矢量定义为(O，l，0)。其他壁面均定义为静止壁面(StationaryWall)，参数设置保持默认设置。
　　3．4．7数值计算方法的选择
　　SIMPLE算法是Fluent软件的一种数值计算方法。主要用于求解不可压流场。由于其计算的通用性及准确性，SIMPLE算法已在各种流体仿真中被广泛应用，同时为了满足各种计算需要，人们对SMIPLE算法做出了相应改进，其中SIMPLEC、SIMPLER和PISO算法是应用较多的算法。PISO算法是Issa[511于1986年提出的一种算法，这种算法较SIMPLE、SMPLEC算法增加了一个修正步，因此可以更好的满足动量方程和连续方程。尽管PISO算法的计算量较大，但由于其单个迭代步的收敛速度快，整体计算效率依然比较高。与另外两种算法相比，PISO算法对于瞬态问题的计算具有明显的优势，其计算精度取决于时间步长的选取，时间步长越小，计算精度越高。本文针对Savonius风机厂风机叶片旋转运动的仿真模拟为瞬态计算，在选用较小时间步长0．0005s的前提下，使用PISO算法可以获得较高的计算效率和计算精度，因此，本文选用PISO算法作为数值计算方法。