Fluent仿真实例：涡轮增压机流场仿真

涡轮增压机，叶片的转速是28,000 RPM，空气进口温度是302.6K，进口流量是1500 SCFM，压力出口总压是153507 Pa。

涡轮增压器的网格划分分成3部分：进风管道、叶片和蜗壳。分别独立划分网格，需要在交界面处网格加密，有利于交界面的数据精确传递。

涡轮增压机的叶片如下：

1、启动软件导入网格

1.1 启动Fluent软件，选择3D求解器。

1.2 导入网格。

重排网格分区，操作：Mesh > Reorder > Domain。

2、模型设置

设置湍流模型为k-epsilon模型。

3、材料设置

涡轮增压机的转速很快，会对空气进行压缩并产生热量，所以这里将空气设置为理想气体。将空气设置为理想气体，软件会提示将能量方程启动。

4、计算域设置

首先设置转速的单位，菜单栏Define > Units…

由于叶片区域是旋转的，需要设置impeller区域。

在打开的设置页面设置如下。

5、边界设置

5.1 进口inlet边界，Type设置为mass-flow-inlet类型。

5.2 出口outlet，Type设置为pressure-outlet类型。

5.3 叶片旋转边界impeller_wall，Type设置为wall类型。

5.4 其他的壁面设置，shell_wall和windin_wall，即所有与周围空气接触的壁面。由于增压机壁面会和周围环境对流换热，这里将对流系数设置为10 w/m2-k。

6、interface面设置

这里有两个对interface面，操作：软件左侧树目录Mesh Interface > Create/Edit…

7、求解设置

7.1 离散方案，采用SIMPLE算法，Pressure采用Standard，其余采用二阶迎风格式。

7.2 松弛因子。将Density设置为0.6，Body Forces设置为0.6，Energy设置为0.8，其余保持默认。

7.3 初始化，采用Standard Initialization，从inlet边界作为初始计算，

7.4 计算。

8、后处理

计算1100步左右，计算收敛，残差图如下。

统计进出口流量，两者几乎一致。

8.1 叶片表面的静压

8.2 显示流迹线图

8.3 显示叶片处速度矢量图

8.4 统计进出口绝压值，压力比为153507 / 93162.9 = 1.647

8.5 统计进出口温度，可见，经过高速旋转叶片增压后，出口气体温度增高了72.2℃。

文章来源：CFD小镇