風(fēng)機結(jié)構(gòu)簡單，但流道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且是擴壓流動，很易引起嚴重的分離流，同時又有動、靜部件，不僅是不定常流，而且動、靜部件間的間隙又產(chǎn)生二次流，所以風(fēng)機內(nèi)部流動是復(fù)雜的不定常三維流動，數(shù)值模擬十分困難。限于目前計算條件，工程上對風(fēng)機流場的數(shù)值模擬均按準定常計算，且多采用相對簡單、但很流行的湍流模型計算，但模型只適合于小分離流，也不能正確定量流動細節(jié)，但根據(jù)文獻調(diào)研和我們的經(jīng)驗，對于氣動力設(shè)計良好的風(fēng)機，在設(shè)計工況附近，用湍流模型和準定常處理，對于風(fēng)機的氣動性能的數(shù)值預(yù)估是完全可以做到和實測結(jié)果吻合很好。

另一方面，由于有了很多的關(guān)于風(fēng)機三維粘性流動數(shù)值模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)過去按一維、二維理想流的工程設(shè)計中的一些重要的經(jīng)驗數(shù)據(jù)(也可稱為設(shè)計準則)，其中許多需要修改。

這些參數(shù)的變化，對風(fēng)機的氣動力圖改變很大，對氣動性能影響也很大，所以原有的工程方法需要改進。當然改進內(nèi)容還應(yīng)包括葉片流道的流型選取和提出新的結(jié)構(gòu)等。如我們利用航空上吹氣邊界層控制原理，提出長短葉片開縫結(jié)構(gòu)，縫隙大于10mm，可確?？p隙不會堵塞，這種結(jié)構(gòu)可擴展風(fēng)機工作的高效區(qū)，大大改善非設(shè)計工況性能。所有這些在現(xiàn)代設(shè)計方法中稱為改進的工程設(shè)計方法。

所以現(xiàn)代設(shè)計方法內(nèi)容是：首先根據(jù)改進的工程設(shè)計方法給出綜合性能較好的風(fēng)機通道型線；然后數(shù)值模擬風(fēng)機整機(包括進風(fēng)口-葉輪-蝸殼，且考慮間隙)三維粘性流動，來分析比較其內(nèi)部流場，為改進設(shè)計提供依據(jù)，同時進行優(yōu)化計算，好中選優(yōu)，優(yōu)化目標是在滿足風(fēng)量和風(fēng)壓的前提下，效率越高越好；最后通過樣機研制和現(xiàn)場性能試驗來檢驗和修正設(shè)計方法并得到高性能產(chǎn)品。這里改進的工程設(shè)計方法是數(shù)值優(yōu)化計算和高性能產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)，數(shù)值模擬是關(guān)鍵，其難點是如何使它對風(fēng)機氣動性能預(yù)估能和實測結(jié)果吻合。現(xiàn)場性能試驗用來修正設(shè)計和改進數(shù)值模擬方法。

經(jīng)過這樣多次循環(huán)，最后獲得高性能的風(fēng)機產(chǎn)品。由于數(shù)值模擬是現(xiàn)代設(shè)計方法的關(guān)鍵和難點，下面再專題敘述。應(yīng)該指出，這種方法目前只能優(yōu)化設(shè)計和預(yù)估風(fēng)機氣動性能，不能預(yù)估噪聲，這是由于離心風(fēng)機還無法預(yù)估噪聲，而本方法中的改進工程設(shè)計已考慮到低噪聲風(fēng)機設(shè)計要求，這樣，一般而言，高效率就意味著低噪聲。

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