基于动网格的涡旋压缩机内部流场数值模拟.pdf

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1、2013年1月机床与液压Jan．2013第41卷第1期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．4lNo．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．01．041基于动网格的涡旋压缩机内部流场数值模拟肖根福，刘国平，王俊亭，宋红滚(1．南昌大学机电工程学院，江西南昌330029；2．井冈山大学机电研究所，江西吉安343009)摘要：采用局部弹性变形与网格重划的CFD动网格技术，对涡旋空气压缩机动态流场进行数值模拟。该模拟以理想气体为工作介质，满足流体控制方程及气体状态方

2、程，湍流模型采用标准k-e模型。计算得到了涡旋压缩机随时间周期变化的质量流量、流场分布及压力、温度分布，观测到涡旋压缩机内旋涡生成、运动、增大或缩小等现象。关键词：涡旋压缩机；动网格；流场；数值模拟中图分类号：TH45文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)1—146—4NumericalSimulationforTransientFlowinaScrollCompressorUsingDynamicMeshTechniqueXIAOGenfu一，LIUGuoping，WANGJunting

3、，SONGHonggun(1．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，NanchangUniversity，NanchangJiangxi330029，China；2．InstituteofMechanicalandElectricalTechnology，JinggangshanUniversity，ji’anJiangxi343009，China)Abstract：Anumericalsimulationfortransientflowfieldinasc

4、rollcompressorwasperformedbyusinglocaldeformationcoupledwithremeshinginCFDdynamicmeshtechnique．Inthesimulation，airwastreatedasacompressibleidealgas，andfollowedtheflowgoverningequationsaswellastheequationofgasstate．Thestandardk-emodelwasusedasturbulentmode

5、1．Thetime—periodicmassflow，flowfield，pressureandtemperaturedistributionofthescrollcompressorwereanalyzed．Thegeneration，motionandsizechangeofthevorticesinsidethescrollcompressorcouldbevisualizedfromthesimulation．Keywords：Scrollcompressor；Dynamicmesh；Flowfi

6、eld；NumericMsimulationl涡旋压缩机的流动传热过程非常复杂，许多学者了涡旋压缩机旋转过程中的流场变化，为涡旋压缩机为此做了大量的工作，对各热力过程进行了能量分析优化设计及应用提供参考。并建立压缩机的数学模型。但这些理论模型受各1涡旋压缩机基本理论自简化假设的局限，较难满足涡旋压缩机流场的一般1．1物理模型规律。随着计算机技术的快速发展，运用计算流体力涡旋压缩机是一种借助于容积的变化来实现气体学(ComputationalFluidDynamics，CFD)开展研究具压缩的流体机械。把涡

7、旋型线参数相同、相位差订、有周期短、信息完整、可视化程度高、能模拟复杂和基圆中心相距r(r的取值与渐开线节距及壁厚有关)理想过程等优点，可同时获得相关变量的详细信息以的动涡盘与静涡盘组装及潜在的物理过程。在压缩机领域，CFD动网格计后，可以形成数对封闭的算已经取得了一定的成果，黄思等人、岳向吉等月牙形容积腔。容积腔的将动网格技术应用在滚动转子压缩机瞬态流动的分析轴向投影如图1所示。当上，给出了直观、丰富的流场信息。张锴等人。用动偏心轴推动动涡盘绕静涡网格技术模拟和分析了微型齿轮泵的内流场，为微型盘中心作半

8、径为r的圆周齿轮泵的设计和优化提供了有价值的数据。在涡旋压运动时，这些封闭的容积缩机领域，CFD计算的应用很少，只有李超等人腔相应地扩大或缩小，由将CFD技术用于分析不同涡旋型线的内部流场，但此实现气体的吸人、压缩他们只简单分析了一个月形压缩腔的内部流场，没有和排气。低压气体从静涡使用动网格技术全面分析动态压缩过程。盘上开设的吸气孔口经压作者将CFD的动网格技术应用于涡旋压缩机内图1涡旋压缩机部流场的动态数值模拟，详细阐述了C