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低压轴流风机性能数值模拟在国内外已有广泛应用,由于低压轴流风机全压低,流量大,效率低,所以对其数值模拟精度要求更高。本文通过对一低压轴流风机-AXA900MA的整机进行三维建模并采用Fluent软件完成数值模拟计算,基于稳态的三维不可压缩牛顿流体的雷诺时均N-S方程进行数值模拟,采用分离的隐式的算法,湍流模型采用标准k-ε双方程模型,本文中假设风机叶轮区是相对于旋转叶轮的定常运动,其余区域是相对于地球的定常运动,所以整个流场简化为不可压定常流动,忽略了轴流风机流场的不定常性。提出关于数值建模、边界条件设置、风机出口静压的确定和混合面等几个问题的数值模拟要点,能明显提高这种数值模拟的精度和可靠性,为后导叶的三维数值设计奠定了基础。 轴流风机出口流动的旋转动能没有利用,风机全压及全压效率都很低,安装后导叶能明显改善风机性能。但是由于流动分离严重,用传统的二维导叶设计方法,无法设计良好导叶,因为导叶进口流动方向无法正确确定。本文利用整机性能数值模拟,提出了后导叶三维数值设计和数值成型方法,又针对上面的低压轴流风机描述了数值优化设计后导叶的具体过程,主要优化的参数有叶片数、叶间距离、导叶叶片型线、安装角等。从安装导叶前后的变工况性能对比结果看出,用数值模拟方法得到的安装导叶后的变工况的全压和效率比没装导叶的有明显改善,特别是设计工况全压和全压效率均提高13%。并通过对数值方法和传统方法设计的后导叶对比,表明前者得到的风机整机性能比后者有所提高,进一步验证了本文提出的后导叶的数值优化设计方法是可行的。