【流固耦合数值仿真算例】风机叶片流固耦合数值仿真

风机 是一种利用输入的机械能来增加气压，并将气体排出的机械。在中国，风机是对 气体压缩和气体输送机械 的习惯简称，一般指的是 通风机，鼓风机，风力发电机 。风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却，锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送， 风洞风源和气垫船的充气和推进 等。 为了更好地了解风机的结构及特点，提高风机的总体设计水平与使用效能，可通过自建高性能并行集群仿真平台， 利用OpenFOAM开源软件进行计算， 考虑流固耦合方式对风机叶片上的气动载荷进行分析。 下图为数值模拟结果。

风机在计算域中的示意图

风机在计算域中的示意图

风机在简化气动力下转动效果

流固耦合条件下模拟，可以考虑风机塔架、机舱的振动响应。

在此种模拟方法下，可以输出风场纵剖面速度云图，考虑风机的尾流效应。

单风机尾涡效果展示

双风机尾涡效果展示

叶片是风力发电机中最基础和最关键的部件，其良好的设计，可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。考虑流固耦合方式对风机叶片上的气动载荷进行分析，可以为风机的总体设计提供一个较为全面的建议及分析方法。