Workbench fluent风力发电机组叶片流场及温度场仿真，附详解视频及原模型

本案例文档，适合本科毕业设计水平，具有极高参考价值，请合理使用文档。本文档提供基于ANSYS的风力发电机组温度场仿真全流程指南，涵盖几何处理、网格划分、求解设置及后处理等核心环节，结合实用技巧与问题解决方案，助力用户高效完成热场分析，支撑机组热管理设计与性能优化。

请使用全英文路径完成整个流程。

 

1. 几何建模与处理

1.1 几何导入与预处理

启动SpaceClaim模块

在ANSYS Workbench中创建新项目，拖拽 “fluid flow(fluent)”模块至项目流程图。右键选择“edit Geometry in SpaceClaim ”进入几何建模界面。

通过菜单栏“File”→“Import”导入风机模型（支持格式：STEP、IGES、Parasolid等），直接拖拽模型到窗口也行。若模型包含多余部件（如螺栓、支架），需手动删除以简化计算。

 

几何切割与旋转操作。平面切割：选择选项卡中的切割工具，以塔筒底部或叶片根部为参考平面进行切割，断开几何体的连接。此步骤确保后续旋转操作仅作用于叶片部分。通过“Move”工具中的“Rotate”功能调整叶片至停机状态（一个叶片朝下）。该软件需要单独学习操作的，可以关注作者的其他课程。

合并几何体：使用“Combine”功能将旋转后的叶片与塔筒合并为单一部件，避免后续分析中出现接触面不连续问题。使用“Repair”工具修复模型中的微小缝隙或重叠面，确保几何封闭性。对于复杂曲面（如叶片翼型），可通过“Simplify”功能减少局部细节，提升网格生成效率。

 

1.2 流体域抽取

创建外部流体域：在SpaceClaim中，选择“准备”选项卡，使用“外壳”工具沿风机周围生成长方体流体域，可以键盘上直接输入数值。建议尺寸为风机几何的20-30倍。拉伸操作时勾选“No Merge”选项，避免流体域与固体区域自动合并，确保后续边界条件独立设置。

右键单击塔筒或叶片，选择抑制固体区域，仅保留流体域。检查流体域是否完全包裹风机，避免干涉。关闭几何处理模块。

 

流体计算前处理

2. 网格划分与命名选择

2.1 网格参数设置

双击mesh进入网格划分模块，先进行全局网格控制，进入ANSYS Fluent Meshing模块，设置全局最大尺寸为5000 mm。

 

局部加密叶片表面网格：添加“Face Sizing”，设置尺寸为300 mm。若存在负体积网格，需调整局部尺寸或重新划分。

 

2.2 命名选择（Named Selections）

关键命名组定义

Inlet：选择流体域前端面，指定为速度入口。

Outlet：选择流体域后端面，指定为压力出口。

Blade：隐藏其他部件后框选所有叶片表面，指定为固定温度边界。

Wall：选择风机外表面，设为壁面。

命名冲突处理，若出现“Duplicate Named Selection”错误，需检查名称是否重复，并在模型树中删除冗余组。软件会自动创建接触，无需单独设置即可，流场会自动识别为接触面。

 

关闭该模块进入fluent模块，双击对应模块即可进入流体模块。

3. 求解设置与边界条件

材料属性与求解器配置

材料库设置，在Fluent中双击空气材料（Air），可以设置对应材料属性。