后倾式离心风机叶轮结构分析和优化设计

摘要

随着环境污染的日趋加重，空气净化器广泛地受到人们的追捧，与此同时，人们对环境噪声的要求也在不断提高，离心通风机的气动噪声性能得到越来越多的关注。
　　应某公司要求，本文对一款应用于空气净化器的后倾式离心风机进行数值模拟，以得到其内部流动特性和噪声特性，并在现有风机的基础上进行优化设计，以达到：转速为2400r/min、流量为315m3/h时，在不增加噪声的前提下，保证风压在175Pa以上的要求。
　　本课题研究的主要内容有：
　　(1)现有叶轮的逆向建模。对叶轮实物进行扫描，得到叶轮的点云模型，从而逆向建模得到叶轮模型。
　　(2)现有叶轮的流场模拟以及噪声分析。首先用Hypermesh对模型进行网格划分，然后用Fluent进行流场模拟和噪声分析，得到叶轮的风压分布及数值、噪声分布及数值，从而确定优化方案。
　　(3)建立优化方案。根据该叶轮的分析结果，运用正交试验法，建立9种优化方案。
　　(4)对9种优化方案分别运用UG进行建模、使用Hypermesh划分网格，然后运用Fluent进行稳态分析。
　　(5)将9种方案的稳态结果进行正交试验，得到最佳优化方案，并将最佳优化方案进行瞬态模拟，验证稳态结果。

目录

第一章绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3课题来源及主要研究的内容

第二章流场模拟及通风机噪声基本理论

2.1流场模拟基本理论

2.2通风机噪声基本理论

2.3本章小结

第四章影响离心通风机全压的因素分析

3.1通风机的分类

3.2离心通风机的结构

3.3离心通风机的性能参数

3.4通风机的基本方程

3.5本章小结

第四章离心式叶轮建模及流场模拟和声场计算

4.1离心式叶轮逆向建模

4.2离心式叶轮网格划分

4.3离心式叶轮流场模拟和声场计算

4.4本章小结

第五章离心叶轮优化设计及流场模拟和噪声分析

5.1正交试验设计

5.2优化方案建模和网格划分

5.3优化方案流场模拟

5.4优化方案噪声计算

5.5计算结果对比分析

5.6本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

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