本案例演示利用Fluent的MRF模型计算多级轴流风机内部流场。

1 问题描述

计算几何模型如下图所示。空气从入口沿轴向进入计算区域，并通过转子通道，在该区域叶片运动为流体增加能量，之后流体通过静叶片区域。模型包含一个转速2880 rpm的轴流风扇。工作液为空气理想气体，假定流动为稳态，考虑旋转周期，模型只取单个叶片通道。

2 Fluent设置

• 以3D、Double Precision模式启动Fluent
• 读取计算网格Axial_Fan_Stage_MRF.msh.gz

2.1 Models

• 采用SST k-omega湍流模型

2.2 Materials设置

• 修改air的密度为ideal-gas

2.3 设置区域属性

• 设置区域fluid-rotor的选择速度为2880 rpm

注意旋转方向。本案例默认旋转方向符合要求，所以没有进行修改。

2.4 边界条件设置

1、壁面设置

• 批量修改壁面边界

• 如图所示设置其相对旋转速度为0

2、入口设置

• 设置入口压力为1e5 Pa

• 设置入口温度为288 k

3、出口设置

• 设置出口类型为mass-flow-outlet

• 设置出口流量为0.6 kg/s

4、周期边界设置

• 批量修改周期边界

• 修改其类型为Rotational

2.5 创建分界面

• 创建交界面，注意设置其类型为Periodic Repeats

• 检查计算网格

  输入TUI命令/mesh/repair-improve/repair-periodic

  此时检查计算网格，如下图所示。
 

2.6 Methods设置

• 如下图所示设置求解算法

2.7 设置参考压力

• 设置参考压力为0

2.8 定义监测

• 监测叶片力矩

• 监测入口流量

2.9 初始化计算

• 先进行Hybrid Initialization初始化

• 采用TUI命令进行FMG初始化

solve/initialize/fmg-initialization

2.10 迭代计算

• 设置迭代计算200步

• 监控的流量

• 监控的力矩

3 计算结果

• 动叶片上速度分布

• 叶片上压力分布

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