矿用两级轴流风机流场的RNG k-ε湍流数值模拟与特性分析

本文探讨了矿用两级轴流通风机流场的数值模拟方法，该研究由任彬和高峰两位作者合作完成，分别来自冀中能源股份有限公司邢台煤矿和山东科技大学机械电子工程学院。他们首先构建了一个详细的矿用两级轴流风机的三维流场模型，采用RNG k-ε湍流模型，这是一种在计算流体力学中广泛使用的湍流模型，它考虑了近壁效应，能更好地模拟复杂流动情况下的湍流行为。 他们利用SIMPLE算法进行求解，这是一种基于压力-速度耦合的迭代求解方法，对于大型复杂系统，如轴流风机内部的复杂流场，这种方法具有较高的精度和效率。非结构化网格技术被用于构建模型，这种网格技术允许更灵活地定义几何形状，适应不同区域的复杂边界条件，提高了模拟的适用性。 通过求解三维的Navier-Stokes方程，研究人员揭示了轴流风机内部流场的关键特性，包括压力场、速度场、涡量场以及压力脉动分布。压力场反映了气体流动的静态特性，速度场则反映了气体的动态运动状态，涡量场是描述旋转运动的重要参数，而压力脉动则对风机性能有显著影响，尤其是在气动稳定性方面。 这篇研究提供了深入理解轴流风机内部流场行为的重要见解，对于风机的设计优化具有实际指导意义。它能够帮助工程师们在设计过程中预测并改进风扇的性能，例如减少噪声、提高效率或改善气动负载分布。因此，该研究不仅对矿业通风设备的设计者，也对相关领域的研究人员具有重要的参考价值。 总结来说，本文的工作在理论与实践结合上迈出了一步，将数值模拟技术应用于矿用两级轴流风机的具体应用，为提升该类设备的性能和效率提供了强大的工具。