軸流就是與風(fēng)葉的軸同方向的氣流，如電風(fēng)扇，空調(diào)外機風(fēng)扇就是軸流方式運行風(fēng)機，其用途非常廣泛。之所以稱為“軸流式”，是因為氣體平行于風(fēng)機軸流動。軸流風(fēng)機主要由風(fēng)機葉輪和機殼組成，結(jié)構(gòu)簡單但是數(shù)據(jù)要求非常高。軸流式風(fēng)機通常用在流量要求較高而壓力要求較低的場合，由此軸流風(fēng)機的氣動性能成為評判其性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。

本文即將展示的是某軸流風(fēng)機的氣動性能優(yōu)化的全流程介紹。通過對軸流風(fēng)機的葉片和風(fēng)道進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化以提高其流量與效率。

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優(yōu)化前準(zhǔn)備工作：

為了方便對葉片進(jìn)行調(diào)整，建立葉輪的全參數(shù)化模型，并將葉片分為六個控制截面來調(diào)整參數(shù)變化。之后設(shè)定參數(shù)變化規(guī)律或給定算法，在優(yōu)化軟件中會自動生成不同模型并啟動CFD軟件進(jìn)行仿真計算。

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優(yōu)化目標(biāo)：PQ性能與效率

模型優(yōu)化過程中，主要分為風(fēng)道及葉片的調(diào)整，調(diào)整內(nèi)容如下：

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優(yōu)化過程：

首先我們在軟件當(dāng)中建立全參數(shù)化的模型，然后優(yōu)化軟件設(shè)置中的參數(shù)以及參數(shù)變化范圍，接下來與CFD軟件進(jìn)行耦合，最后進(jìn)行全自動的性能優(yōu)化。其中對于優(yōu)化參數(shù)部分，主要是對扇葉進(jìn)行優(yōu)化：有葉片的翼形、弦長、三個方向的角度以及葉片數(shù)量，除此之外本次對風(fēng)道也進(jìn)行了一定程度的優(yōu)化。

葉片不同參數(shù)下的子午流道壓力分布圖（壓力分布越均勻其二次流速損失就會越小，氣動性能和效率就會越高）

葉片形狀優(yōu)化前后對比

優(yōu)化結(jié)果：在所有流量下，優(yōu)化風(fēng)扇的靜壓/全壓效率和PQ始終高于原始風(fēng)扇

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優(yōu)化操作流程：

第一步：3D參數(shù)化建模，第二步：設(shè)置 CFD 流程，第三步：確定優(yōu)化的幾何參數(shù)，進(jìn)行DOE并生成樣本庫，第四步：設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)，并進(jìn)行優(yōu)化計算。

詳細(xì)操作請見視頻：https://www.jishulink.com/video/c209845

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