以動態網格與暫態分析進行鼓風機之流場模擬與特性探討

摘要

鼓风机已广泛泛地应用在工业通风与空调系统中,亦是关键零组件之一.由于节能与舒适环境越来越受到重视,因此发展出高效能低噪音的鼓风机变得相当重要,因此应用计算流体力学(CFD)技术,应用于鼓风机的设计与流场分析,在未来将是不可或缺的一环.一般的鼓风机流场分析,是以MRF(Multi Reference Frame)与稳态模式进行分析,然而扇叶转动时,所带动的气流与风罩间,是一种动态的交互影响,因此若用稳态来模拟,因为其结果为类似一个平均值,所以在前后时间点气流间的交互作用所造成的影响,会无法加以分析.本文应用CFD中的动态网格技术进行暂态分析,进行鼓风机的流场分析.由结果显示,在固定入出口的压力差的情况下,其流量随时间呈现周期性的震荡,若取较为稳定后一段时间的平均值与实验值进行比较,可以发现鼓风机的风压风量特性曲线,模拟与实验值相当接近.此外,研究中也对鼓风机扇叶转动时,对于转动轴承所造成的扭力也进行分析,其结果亦可观察出呈现周期性的震荡,若曲较为稳定后一段时间的平均值与实验值进行比较,可以发现在不同风压与风量下,扇叶转动对于轴承的扭力值,模拟与实验的结果亦相当接近.此方法所得到的周期性的压力输出值,可以进一步地应用至声压场的音源输入,估算鼓风机的气动力噪音,作为改善鼓风机效能与噪音改善的重要参考依据.