案例5 - 轴流风扇流场计算
1.案例介绍
轴流式风扇工作时，叶片推动空气以与轴相同的方向流动，所以称为轴流风扇。轴流风扇分为大型轴流风扇、中型轴流风扇、小型轴流风扇，根据需求的使用地方选择适合的轴流风扇。一般而言，大型轴流风扇主要适用于粉尘、碎石场等之类的场所的排风；中型轴流风扇主要适用用室内的通风及排热。CFD可应用于轴流风扇的设计，通过改善设计点的内流状况，评估并改善风扇性能。
本案例要计算的轴流风扇模型包含一个旋转区域和一个静止区域，旋转区域内有9个叶片，静止区域内有12个叶片。风扇流道上游为速度入口，下游出口采用压力出口，旋转区域的转速约为 1800 rad/s.
2.网格文件
网格文件：fanstage.med
3.操作说明
本案例在格物CAE->涡轮机械流体仿真模块模块中完成。
3.1 计算设置
在 涡轮机械流体仿真处，选择湍流模型为 k-epsilon 模型，时变特性为 稳态，转/静态交界面方法默认选择 冻结转子法，关闭 温度计算。如图所示：
3.2 网格导入
在 涡轮机械流体仿真 > 网格 中，类型选择 上传网格，依照指示，将 fanstage.med 以拖曳或以选择文件的方式导入网格。
导入网格后，可通过鼠标左键移动视角，右击平移网格体。
3.3 定义转子
在 涡轮机械流体仿真 > 涡轮机械模型 ，点击左侧的 [+] ，展开后，点击转子定义右侧的 [+] ，定义转子：
- 点击施加位置右侧的 [+] ，添加旋转体 rotor，定义内部旋转体，输入旋转速度为 1800 rad/s，输入旋转轴为 dx = 0, dy =0, dz = -1，表示绕z轴顺时针旋转，旋转基点保持不变，如图所示：
3.4 定义交界面
在展开后的 涡轮机械流体仿真 > 涡轮机械模型 中，点击交界面设置左侧的 [+] ，在施加位置处旋转 rotor_outlet 和 stator_inlet 定义交界面，如图所示：
3.5 材料选择
在 涡轮机械流体仿真 > 材料 处点击右侧的 [+] 添加流体，选择 空气。
空气的动力粘度为 1.83e-5 Pa·s，密度为 1.196 kg/m3。如图所示：
3.6 初始条件
点击 涡轮机械流体仿真 > 初始条件，将湍流初值改为 默认，如图所示：
3.7 边界条件
点击 涡轮机械流体仿真 > 边界条件 右侧的 [+]，即可选择预定义的边界条件，依次进行如下边界条件的定义：
- 速度入口
点击选择速度入口，点击施加位置右侧的 [+]，勾选 rotor_inlet，速度设置为 0.001 m/s ，设置完成情况如图所示：
- 出口
选择压力出口，点击施加位置右侧的 [+]，保持出口压强为 0 bar,勾选 stator_outlet，设置完成情况如图所示：
- 壁面
选择壁面，点击施加位置右侧的 [+]，勾选六个面 rotor_blade 、rotor_hub、rotor_shroud、stator_blade、stator_hub和 stator_shroud，设置完成情况如图所示：
3.8 时间步长设置
点击 涡轮机械流体仿真 > 时间步&资源，保持定时间步长计算，选择时间步数为10000，时间步长为0.001s，计算核数为16，选择输出频率为1000，即每计算1s输出一帧后处理结果，如图所示：
可在计算核数栏选择填入需要使用的计算核数。
4. 计算和仿真结果
设置完成后，点击 仿真结果，点击 开始计算，即可提交计算。
计算完成后，在涡轮机械流体仿真处会显示绿色图标，此时可开始进行仿真结果的查看。
点击 仿真结果->结果云图，选择物理场为 Velocity/Magnitude，点击播放键可观看高温流体随着旋转釜旋转而扩散的过程。
