風機模型計算域的設定圖

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　　3-9 Mesh Interfaces操作(1)Savonius風機廠風機運行條件本文主要考慮在風速和葉尖速比不變的情況下，改變葉片的結構參數，研究葉片結構參數對于風機廠風機動轉矩輸出性能的影響方式。根據試驗要求，風機廠風機運行條件設置如下：入口風速v-10m／s；葉尖速比^：0．5；由式(2．4)計算得，風機廠風機葉片旋轉角速度∞為：由于后文針對原型機進行變結構參數分析，因此葉片半徑R的數值有所變化，相應的風機廠風機葉片旋轉角速度CO也會產生變化，本章節僅以原型機的參數為標準進行仿真方法的介紹。(2)計算域的設定根據Savonius風機廠風機的實際工作情況，考慮到滑移網格仿真模擬的需要，對3．3．2節中定義的Rotating和Still兩個計算域進行相應設置。其中靜止計算域Still區域的設置保持原有的默認設置，將Rotating區域設置為Movingmesh，勾選MeshMotion選項，定義旋轉軸的方向為Y軸正方向，即定義旋轉軸起點為(0，0，0)，定義旋轉軸方向矢量為(0，1，0)，根據右手法則和風機廠風機葉片實際旋轉方向定義葉片旋轉角速度的值為．44．44rad／s。
　　3．4．6邊界條件的設定
　　初始湍流參數計算根據3．1．4節中設計的風機廠風機流場可知風場尺寸為2．4×lm，已知空氣動力粘度∥為1．7892x10。5N·s／m2，風場入口處風速1，為10m／s，根據“s湍流模型中關于湍動能和湍動能耗散率的計算公式可得。(2)入口邊界條件設定本文將入口邊界條件定義為速度入口(Velocity-inlet)，入口風速設置為10m／s，方向為垂直于入口邊界。入口湍流參數設置根據上文計算所得，湍動能(TurbulentKinetic Energy)設置為O．1224m2／s2，湍動能耗散率(TurbulentDissipation Rate)設置為O．0679 ITl2／s3。(3)出口邊界條件設定本文將風場出口的邊界條件定義為壓力出口(Pressure．outlet)，出口表壓(GaugePressure)設置為0 Pa。出口回流湍流參數設置保持默認設置，即默認出口處不存在明顯的回流。(4)壁面邊界條件設定本文將Savonius風機廠風機葉片表面Blade定義為旋轉壁面(Moving Wall)，設置其運動方式為相對所在旋轉計算域運動(RelativetoAdjacentCellZone)，運動方式定義為旋轉(Rotational)，相對速度設置為0 radJs，旋轉軸起點定義為(0，0，0)，旋轉軸方向矢量定義為(O，l，0)。其他壁面均定義為靜止壁面(StationaryWall)，參數設置保持默認設置。
　　3．4．7數值計算方法的選擇
　　SIMPLE算法是Fluent軟件的一種數值計算方法。主要用于求解不可壓流場。由于其計算的通用性及準確性，SIMPLE算法已在各種流體仿真中被廣泛應用，同時為了滿足各種計算需要，人們對SMIPLE算法做出了相應改進，其中SIMPLEC、SIMPLER和PISO算法是應用較多的算法。PISO算法是Issa[511于1986年提出的一種算法，這種算法較SIMPLE、SMPLEC算法增加了一個修正步，因此可以更好的滿足動量方程和連續方程。盡管PISO算法的計算量較大，但由于其單個迭代步的收斂速度快，整體計算效率依然比較高。與另外兩種算法相比，PISO算法對于瞬態問題的計算具有明顯的優勢，其計算精度取決于時間步長的選取，時間步長越小，計算精度越高。本文針對Savonius風機廠風機葉片旋轉運動的仿真模擬為瞬態計算，在選用較小時間步長0．0005s的前提下，使用PISO算法可以獲得較高的計算效率和計算精度，因此，本文選用PISO算法作為數值計算方法。