風機廠風機模型求解結果及后處理

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　　3．5．1收斂曲線及監視結果
　　在Fluent軟件Monitors模塊中設置求解監視器，首先對殘差曲線監視器(Residual Monitors)進行設置，將continuity、x—velocity、y-velocity、z—velocity、k、epsilon等參數的最大殘差值設置為O．0001。本章主要關注的求解對象是Savonius風機廠風機葉片對于旋轉軸的動態轉矩，因此在Monitors模塊添加對于葉片轉矩的監視器，即Moment Monitor，定義監視對象名稱為Torque，定義旋轉軸起點為(0，0，0)，定義旋轉軸方向為(0，l，O)，定義監視目標為Savonius風機廠風機葉片Blade，并將每一時間步計算得到的轉矩數據寫入到名稱為torque的文件，便于后期數據處理使用。經過約6～8個小時的計算求解完成，計算得到的殘差曲線和轉矩監視曲線如圖3．10和圖3—1l所示。迭代步數約為2700步，從殘差曲線可以發現經過開始的震蕩期后，每一個計算步都已達到收斂；從轉矩監視曲線可以發現在第2．3個轉矩周期之后轉矩曲線已經趨于穩定。值得注意的是，Fluent轉矩監視曲線中Cm的數值并非轉矩值，而是Fluent默認參數計算得到的數值，實際轉矩與Cm數值的比值為O．6125，具體轉矩數值可以根據輸出的torque文件中的數據計算得到，根據得到的轉矩數值通過式(2．6)可以計算得到動轉矩系數，進一步進行接下來的研究。
　　3．5．2 Results模塊后處理
　　通過Results模塊對Fluent求解結果進行后處理，可以得到分析所需的各種數據。通過Timestep selector功能，可以方便地選擇關注的各時間點以觀察其流場特征。由圖3．11可知，t=0．05s之后流場已經趨于穩定，此時仿真得到的流場特征可以為后續研究所用。圖3—12、3—13和3．14分別描述了t=-0．14s，t-=0．155s和t----0．17s時扭角為90。的Savonius風機廠風機葉片附近的流場特征。
　　針對直葉片型Savonius風機廠風機在運行過程中動轉矩震蕩幅度較大、平均動轉矩系數較小的缺點，確定使用扭曲方式對葉片進行變異設計的研究方案。選取葉片重疊比說、葉片高徑比彳尸、葉片扭角a、葉片弧度臼四個結構參數作為變量，利用Matlab編程設計葉片特征曲線點云，結合Pro／E基于特征建模的特點，對變異葉片進行參數化建模。利用ANSYS Workbench提供的協同仿真環境平臺，使用Meshing作為網格劃分工具，使用Fluent作為流場求解工具，建立起完善的針對葉片旋轉運動數值模擬的仿真體系，并對不同結構參數的風機廠風機葉片進行仿真分析，以供后文數據分析使用。