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屋顶专用风力通风机是建筑物内通风的重要设备,它具有自然来风带动风机转动等特点,它的各项性能指标备受人们关注。屋顶专用风力通风机的设计很大程度上依赖于试验,而往往一次试验要消耗很大的人力、物力和财力,因此设计成本相对较高。如果用数值模拟的方法对屋顶专用风力通风机的流场进行模拟,得出指导性和方向性的结果,将有助于最佳设计方案的选择,具有明显的应用价值和经济效益。
本课题所用的CFD计算软件是Fluent 6.1,该软件提供三种数值求解方法:分离解法、中心有限体积法和耦合解法,本课题采用的是分离解法。模型计算湍流粘性采用的是k-ε双方程湍流模型,实现压力速度耦合采用的是SIMPLE算法。本课题对屋顶专用风力通风机在不同转速和安装角度下的速度场和压力场进行了模拟,得出了不同风量下的风速和全压,这说明数值模拟的结果是可信的,对设计可以起到指导性的作用。另外本课题还着重对风机出口回流区的压力场和速度场进行了分析,找出了回流生成的原因。
通过此次模拟发现,如果按照实际风机的尺寸和边界条件进行建模,则计算结果很难收敛,因此在建模时必须简化某些条件,但是这样就会对结果造成一定的偏差,而偏差的大小必须经过实验才能得到检验。