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基于CFD模拟的轴流风机扇叶设计优化研究摘要：本研究采用计算流体动力学（CFD）模拟方法，旨在优化轴流风机扇叶的设计以提高性能和效率。
通过数值模拟，我们系统地研究了不同扇叶参数对风机性能的影响，并提出了一种优化设计方案，以实现更高的能效和性能。
研究结果表明，通过CFD模拟可以有效地改善轴流风机的性能，并为风机工程领域的进一步发展提供有力支持。
关键词： CFD模拟；轴流风机；扇叶设计；优化；性能一、引言轴流风机作为工业和商业领域中广泛应用的关键设备，对能源效率和性能提出了不断增长的需求。
其中，扇叶作为轴流风机的核心部件，其设计和优化对整个风机系统的性能至关重要。
随着计算流体动力学（CFD）模拟方法的不断发展，研究人员可以更深入地理解风机流场，并进行更精确的性能预测和优化设计。
二、文献综述2.1 轴流风机的发展历程轴流风机作为工业领域的核心设备，其发展历程从19世纪末至今经历了令人瞩目的进步。
早期，轴流风机的设计主要依赖于经验和试验，限制了其性能和效率。
然而，随着科学和工程技术的进步，数学模型、实验室测试和计算流体力学等新方法的应用使轴流风机的设计变得更精确和可预测。
这些技术创新促使了风机的能效提升、噪音降低和寿命延长，从而为各行业带来了更高水平的气流控制和空气处理能力。
2.2 扇叶设计的重要性扇叶作为轴流风机的核心组成部分，其设计对风机性能至关重要。
扇叶的几何形状、叶片数目、叶片角度等参数直接影响风机的效率、噪音产生、能耗和寿命。
一个优化的扇叶设计可以显著提高风机的能效，降低运行成本，减少环境影响。
所以，深入研究和优化扇叶设计是提高轴流风机性能的关键步骤。
近年来，计算流体动力学（CFD）模拟技术的不断发展已经引领了轴流风机研究的新时代。
这一技术的崭新应用为风机工程领域带来了深刻的影响。
通过CFD，研究人员能够以前所未有的准确性模拟轴流风机内部复杂流动现象，如湍流、涡流和分离现象。
这种全面的流场信息为风机性能的深入理解提供了强大工具，并且为设计和优化提供了坚实基础。
水面船舶机舱通风系统设计论文水面船舶机舱通风系统设计论文一、国内外现状分析目前船舶动力舱通风采用常规机械通风、机械通风结合循环冷却装置通风、射流通风三种方式。
三种通风方式各有特点，不同的船舶根据需求采用不同的方式。
国际上将空气射流通风技术的设计思想普遍应用于船舶通风系统设计中已有几十年的历史，欧美公司，如ABB 公司、约克公司、荷兰H&H公司，均在其设计的船舶机舱通风系统中采用了此类通风技术。
其中瑞典ABB公司在空气射流通风技术原理上开发出的Dirivent系统，已广泛应用于船舶货舱、机械舱室和机舱的空调通风或机械通风系统中。
目前国内水面船舶机舱通风系统设计主要有三种形式：全新风系统、循环冷却加新风系统及射流通风三种设计方法。
无论哪种形式，通风的目的均在于一是排除舱室的热空气，使温度满足设计要求；二是满足机器和工作人员对新鲜空气的需求。
二、机舱通风系统设计1．舱室通风量的计算一般考虑主机、发电机、排气管辐射热及其它设备的散热量之和Q，船型较大时，还考虑舱壁传导热。
带走此部分热量所需的通风量。
2．通风形式的比较（1）全新风系统全新风系统设计顾名思义，利用风机将舱内污浊空气排出至舱外，将舱外的新鲜空气引至舱内。
总风量的确定一要满足排出舱内热负荷，二要满足换气次数的要求。
也就是3.1中两种计算方法中的较大者。
机舱内进风大于排风的设计，为正压设计。
对于有舱内进气要求的机舱，一般采用正压设计。
无进气要求时，为防止机舱高热高湿气体进到其它住舱等舱室，一般机舱采用负压设计，即排气量略大于进气量的设计。
全新风系统设计由于大量新风进到舱内，在排出机舱内设备发热量的同时，可以保证舱室的新风量。
但由于风量较大，需单独设置进排风风机室，独立的进排气围井通道，占用较多的总体资源。
由于风量较高，风机噪声较高，风管内风速也较高，整个舱室内的通风噪声相应升高。
由于机舱内发热设备较多，空间布置紧凑，采用风管送排风时，容易造成机舱内空间布置特别紧张，局部区域风管无法送至，造成局部温度过高。
船舶通风系统的设计及优化分析发表时间：2020-07-03T08:54:40.877Z 来源：《基层建设》2020年第7期作者：李元[导读] 摘要：随着航海事业的不断发展，使得船舶的舒适程度显著提高。
舟山中远海运重工技术中心浙江舟山 316131摘要：随着航海事业的不断发展，使得船舶的舒适程度显著提高。
船舶通风系统能够船舶设计的重要环节，能够将舱内污浊空气及时置换出去。
好的通风设计能够有效保障舒适的环境。
本文主要在船舶通风设计以及优化设计的相关问题做了一些探索，从而更好促进我国航海事业的发展。
关键词：船舶通风系统；设计；优化；航海1.背景：我国对于传统通风系统的要求越来越高，如何保障传统通风系统的舒适性成为传统通风系统发展需要考虑的重要问题。
保暖与采风条件能够有效改善船员的居住环境，能够显著提高人们的居住质量。
另外因为在采暖通风工程的项目设计过程中不仅需要考虑到工程设计和施工的可行性，还需要考虑到施工的经济型和以及用户的满意度、系统的安全性、环保型以及经济性等指标。
这样就给设计和施工带来了很多难题，因此本文在此基础上就船舶通风系统的暖通空调系统设计过程中存在的问题做了一定探索，同时对于如何更好地开展施工也提出了几点建议，从而更好促进我国船舶行业的发展。
1.通风形式的比较通风系统能够将场内污浊的空气置换到舱外，然后将舱外的新鲜空气引入到舱内当中。
但是在置换过程中要使得总风量满足一定的条件，也就是满足舱内热负荷能够及时排除。
第二在通风系统设计过程中要满足换气的要求。
机舱内的空气要容易排出，可以采用正压设计方案。
在没有进气的时候，还要防止其他舱室的高温高湿的气体进入到舱内，这时候可以采取负压的设计方案，即排气量略大于进气量的设计。
全新风系统设计方案可以使得大量的新鲜的空气能够更好进入到舱内，在保障舱内设备发热的热量能够及时排放出去。
但由于风量在交换的时候体积较大，在设计过程中需要进行单独设计，独立的进排气围井通道，占用较多的总体资源。
中 国 造 船SHIPBUILDING OF CHINA 60卷第2期(总第230期)2019年6月Vol.60 No.2 (Serial No. 230)Jun. 2019文章编号：1000・4882 (2019) 02-0150-14舰艇电力推进轴系多学科优化设计研究刘金林1,赖国军1,尹红升1,曾凡明1,周瑞平2,雷俊松2(1.海军工程大学 动力工程学院，武汉430033; 2.武汉理工大学 能源与动力工程学院，武汉430063 )摘 要以电力推进轴系为对象，进行直线校中计算，得到各轴承负荷影响系数.基于CFD 数值算法，计算考虑 螺旋桨水动力的轴系校中特性，并对轴系校中特性进行优化.基于直线校中和合理校中两种状态，研究轴系 不同校中状态对振动特性的彩响.在此基础上，以后尾轴承垂向变位为变量，研究建立轴系校中特性及振动 特性的多学科优化设计模型，为轴系设计质量的提高提供参考.关键词：舰艇电力推进轴系；紬系校中；轴系振动；多学科优化设计中图分类号：U661.44 文献标识码：A0引言舰艇轴系⑴的主要作用是将主机发出的功率传递至推进器，同时将推进器产生的推力或拉力通过 推力轴承以轴承力的形式传递至船体，从而驱动船体运动。
轴系传统设计方法是将轴系设计过程涉及 的不同学科(主要包括轴系校中和振动)问题进行拆分，再采用串联的方式逐步寻求轴系合理设计方 案。
该设计方法未能考虑轴系各学科之间的耦合关系，难以得到多学科耦合作用下的优化设计结果， 这已经成为制约轴系设计水平进一步提高的瓶颈。
从查询的文献来看，目前针对轴系设计的校中特性、 振动特性等热点问题开展的研究较多，取得了一些有益的成果。
针对轴系的校中优化，国内外主要开 展了直线校中、按轴承允许负荷校中、合理校中以及动态校中等研究。
周瑞平°】研究了轴系校中计算 的三弯矩法、改进三弯矩法；魏海军等°】采用传递矩阵法研究了后尾轴承多点支撑问题；杨勇⑷通过建 立轴系校中计算模型，釆用有限元方法进行轴系校中计算；耿厚才等〔"I 研究考虑船体尾部变形及轴承 温度变化的轴系动态校中计算。
轴流风机性能的优化设计摘要本文基于CFD方法研究了不同形式的叶片前掠对轴流风机性能的影响。
首先，对轴流风机进行了叶片前掠设计，然后，基于数值模拟方法，对两种前掠形式的叶片与原型叶片进行了气动性能的计算和对比分析。
最后，提取了叶轮流场的局部欧拉压头，对叶片前掠的气动影响机理进行了分析。
结果表明，叶片中部前掠可提高轴流风机叶轮设计流量点的气动性能，并保持全流量范围内较佳的气动性能；在设计流量点，叶片中部前掠使得轴流风机叶轮叶顶处的叶片载荷更趋集中于前部，有利于抑制叶轮的叶顶泄漏，进而提高风机的效率。
关键词叶片掠形；轴流风机；局部欧拉压头；1引言轴流风机是一种广泛应用于工业和生活的旋转叶片式流体动力机械。
由于具有流量大、结构简单且易于维护等优点，其在通风设备、空调以及电子、电器冷却器中非常常见。
风压和效率是风机最基本和重要的两个气动性能指标。
为满足实际中的应用需求并节约能源，对提升轴流风机气动性能的技术方法进行研究十分必要和亟需。
为提高轴流风机的气动性能，学者们采用各种方法进行了大量的研究。
其中，部分研究采用了优化的方法，致力于通过选取一系列不同几何参数作为设计变量，对某一特定轴流风机的气动性能进行优化。
Lee等人[1]选取叶片掠形引导线和叶片截面形状作为设计变量，通过数值优化方法提高了一低比转速轴流风机的效率。
叶片掠形方式是叶轮的基本和主要结构要素之一，对其性能有着非常重要的影响。
叶片弯掠即对叶片沿展向方向采用倾斜或者弯曲的掠形方式。
适当的叶片前掠可以提高叶轮的气动性能，降低风机的动静干涉，进而减少振动和噪音[2,3]。
不同形式（如倾斜、弯曲等）的叶片前掠对叶轮性能的影响不同，但目前少有针对其不同影响以及机理的相关研究。
本文针对轴流风机，采用CFD方法研究了不同形式叶片前掠对性能的影响，并对其机理进行了分析。
2叶轮模型本文主要针对原型叶片的前掠进行了优化设计，其原型叶片和优化的整体前掠叶片及中部前掠叶片如下图1所示，相比原型叶片，整体前掠叶片的叶顶部分在叶轮旋转方向上更加前伸，而中部前掠叶片则展向的中部部分更加前凸。
船舶通风系统的设计及优化分析作者：曾庆飞郭影邹建来源：《农家科技下旬刊》2016年第03期摘要：随着时代的发展，科技的进步，世界的造船业朝着多元化的方向发展，其中CAD、CAE、CAPP、虚拟现实技术等技术纷纷产生，用以船只建造的方针和提高。
在船只的建造中，机舱是工作人员休息和工作的地方，若要保证工作人员能够正常、安全的工作，就需要人性化的设计，保持一个干净整洁的环境，因此，船舶机舱通风系统的设计是十分重要的。
基于此，本人做出如下的分析，并提出相应的建议和意见。
关键词：船舶通风系统；设计分析；优化措施船舶的通风系统是船舶设计中需要特别注重的环节，任何一个差错都将导致严重的后果。
近年来，流体学等技术不断更新，并在计算机、建筑业等领域得到广泛的应用，然而在船舶设计行业的运用极少，在空调设计、通风系统等方面仍处在探索阶段，更多的是处于实验当中。
本人结合经验对国内当前形势做出分析，总结如下。
一、船舶通风系统的概述1.船舶通风设置的意义。
船舶的工作环境是指：船舱中的大气压、温度、湿度、中冷器冷却下的环境温度。
随着时间的推移和环境状态的改变，机舱中进入的空气量也有大小的差别。
例如：机舱内的温度过高，空气密度便会减小，继而柴油机的增压喘振几率增大，机器工作的负荷加重，从一定程度上阻碍了机器的正常工作；反之，温度过低，空气密度变大，需要燃烧的动力增大。
因此，过高的温度或过低的温度都会导致机械无法正常使用，将其控制在一定的温度范围内是很有必要的。
而要达到这一目的的前提是机舱内能保持正常的通风。
另一方面，机舱中各仪器对环境的温度要求也是不尽相同的。
因为，各个仪表的灵敏度和精确度都是有一定的适用范围，随着环境的变化，当适用条件超过上限或者下限时，仪表就无法测出精确的读数，甚至出现失控失灵的现象。
另外，机舱主要是有相应的工作人员进行工作的，人类能够忍受的温度、湿度、各种气体成分的含量也是有限的。
若是过高的温度、湿度，空气中并包含着多中成分的有害气体，那就会不能再进行正常的工作。
送风角度可调的轴流风机的优化设计摘要：在当代经济发展过程中，由于风机属于在发电、化工等行业应用范围较广的通用机械，对国民经济具有重大影响。
本文主要介绍了一种可调风向的轴流风机，通过使叶片倾斜来改变送风角度，扩大了运行工况范围。
关键词：轴流风机、送风角度、扇叶1、目的轴流风机是与风叶的轴同方向的气流即轴流方式运行风机，气体平行于风机轴流动，在各种工业场合都被广泛应用，是风机中应用非常广泛的一种。
目前轴流风机都是由电机、风扇叶、防护罩等组成，安装在支架上。
防护罩一般用于避免人手伸入设备内，避免手受伤，用于散热、排风和通气的防护。
但功能太过单一，且轴流风机的风向不能随意调整方向，轴流风机排风方向受到局限。
2、结构设计送风角度可调的轴流风机包括壳体、支撑板、电机、转轴、扇叶调节机构、防护罩、用于定位防护罩的定位机构、竖杆及风向调节机构。
壳体侧壁上设有中空层，其内嵌设有消音棉，用于降噪；支撑板设有2个，对称固定于壳体上；电机固定于支撑板上，转轴固定于电机的输出轴上，防护罩可拆卸连接于壳体一侧上；竖杆设有多个，等距间隔固定于防护罩上，其靠近转轴一侧设为“V”字型，对气流进行导向。
风向调节机构包括横杆、叶片、避空槽、滚轮、皮带、调节组件及清理组件。
横杆设有多个，等距间隔可转动穿设于竖杆上，叶片设有多个，固定套设于横杆上，避空槽开设于其中一个竖杆上，滚轮设有多个，固定套设于横杆中部上，皮带套设于滚轮上，与滚轮相啮合。
清理组件包括定轴、弧形板、扭转件、收集槽及取出部件。
定轴固定穿设于竖杆上，弧形板可转动套设于定轴上，其上设有第一面，与叶片相贴合，扭转件套设于定轴上，其一端扭臂固定于定轴上，另一端扭臂固定于弧形板上，收集槽嵌设于弧形板上，其截面呈扇形。
取出部件包括设于收集槽上的转杆、设于转杆上的推板、手柄和限位件、设于限位件上的第一弹性件。
拉拽手柄使其与收集槽一侧脱离接触，并往限位件方向滑动与其卡合，第一弹性件被压缩，然后转动手柄，可带动转杆和推板同步转动，推板可将收集槽内的杂物推出，操作方便。
船舶通风系统的设计及优化分析摘要：通风系统的设计质量会对船舶运行产生一定影响，由于船舶结构十分复杂，包含了多种管道和动力系统模块功能，只有确保良好的通风性，才能构建一个舒适的生活环境。
基于此，本文探讨了船舶通风系统的设计理念及优化方法，旨在为设计人员提供一些借鉴。
关键词：船舶通风系统；设计；优化目前，国内的船舶排水量一般在10万吨左右，这给造船技术和相应船舶设计工作带来了很大的考验。
如此巨大的一艘船，想要保持高时速运输，就需要不断提升动力。
因此，在长时间、高速航行的情况下，船舶的可靠性和稳定性就成为了从业人员关注的焦点。
而在船舶设计中，通风系统设计是重中之重，通风系统虽然不起眼，但实际上却关乎着全体船员的生命安全和生活环境质量。
在极端的气候条件下，想要提高船员的生活质量，就需要确保船舶内外空气保持流动，温度调节平衡。
因此，通过对船舶通风系统进行合理设计，不断进行设计优化，能够有效提高船舶通风系统性能，确保船舶运行安全。
1船舶通风系统设计的方法1.1通风量的确定目前，在船舶通风系统设计中，主要有三种常用方式：全新风、循环冷却加新风和射流风。
无论采用哪一种通风方式，其作用都需要满足将船舶机械舱室内的热风量排出，使舱内温度达到平衡。
同时，也要满足机械设备及船员对新风的需要，构建一个良好的生活环境。
因此，在船舶通风系统设计过程中，首先要计算通风量，才能开展下一个环节。
在确定通风量时，应该根据不同的房间，一般以每小时的换气次数来计算，公式为：。
公式中，定义为通风量，单位：m³/h；定义为换气次数，单位：次/h；定义为通风舱室容积，单位：m³。
和根据每个舱室设备散热量，以及设备的吸气量的计算结果来确定。
1.2通风系统的设计重点环节（1）洗手间通风系统。
卫生间、洗手间不宜安装排风电扇，洗手间排风系统宜采用活性炭过滤、吸附。
排风口宜设置在洗手间顶棚上或接近顶棚的墙上，进风一般由邻近的房间或走廊通过门下风栅、墙壁上的开口进来。
某型船推进轴系优化设计万新斌;杨卫英【摘要】以满足CCS关于回旋振动的要求为基础，提出了适合某型船的多种轴系布置方案，从轴承负荷和轴系强度方面进行了比较分析，得出轴系布置的初步优化方案。
通过全面的校中、纵向振动和扭转振动计算对初步优化方案进行了进一步优化调整，最终实现该型船的推进轴系优化设计。
%Based on the whirling vibration requirements of CCS, this paper designs several shafting arrangements for a certain ship, and carries out the comparative analysis of the bear load and shafting strength for a preliminary optimization scheme of shafting arrangement. Through the comprehensive calculation of shafting alignment, longitudinal vibration and torsional vibration, it optimizes and adjusts the preliminary arrangement, and ifnally achieves the optimization design of the propulsion shafting for the ship.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P55-60)【关键词】船舶;轴系;优化;回旋振动;对中【作者】万新斌;杨卫英【作者单位】中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011【正文语种】中文【中图分类】U664.21引言主推进轴系是船舶推进系统的重要组成部分，其主要任务是连接主机与螺旋桨，将前者所产生的扭矩传递给后者，同时将螺旋桨产生的轴向推力通过推力轴承传给船体，以推动船舶的运动［1］。
