一、Fluent軟件簡介

在CFD軟件中 , Fluent軟件是目前國內(nèi)外使用最多、最流行的商業(yè)軟件之一。Fluent的軟件設(shè)計基于"CFD計算機軟件群的概念" ,針對每一種流動的物理問題的特點 ,采用適合于它的數(shù)值解法在計算速度、穩(wěn)定性和精度等各方面達到最佳。靈活的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和基于解的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及成熟的物理模型，使FLUENT在轉(zhuǎn)捩與湍流、傳熱與相變、化學(xué)反應(yīng)與燃燒、多相流、旋轉(zhuǎn)機械、動/變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工、燃料電池等方面有廣泛應(yīng)用。FLUENT軟件包含豐富而先進的物理模型，使得用戶能夠精確地模擬無粘流、層流、湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型組、k-ε模型組、雷諾應(yīng)力模型(RSM)組、大渦模擬模型(LES)組以及最新的分離渦模擬(DES)和V2F模型等。另外用戶還可以定制或添加自己的湍流模型。

二、用Fluent建模模擬防爆電機的改進散熱過程

首先，在CAD軟件中建立電機的基本3維模型。然后導(dǎo)入gambit軟件中，進行網(wǎng)格的劃分，定義求解區(qū)域，設(shè)定邊界條件，輸出網(wǎng)格文件。然后啟動Fluent軟件選擇求解器，導(dǎo)入上一步做好的網(wǎng)格文件。對網(wǎng)格文件進行基本的運算和檢查后，定義求解的計算模型、操作環(huán)境的設(shè)置、流體物理性質(zhì)的定義、邊界條件的設(shè)置、求解方法的設(shè)定和控制。最后進行迭代運算和圖形及數(shù)據(jù)的后處理。

由于防暴電機的模擬運算過于復(fù)雜，對模型進行一些簡化處理。由給定功率防爆電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子上葉輪的幾何尺寸及轉(zhuǎn)子空所開孔徑的大小，計算出空氣的流速。在Fluent模型中將轉(zhuǎn)子和定子定義為給定的熱源，為熱電阻，作等效熱路。在轉(zhuǎn)子所開的孔槽中通以給定速度和斷流換熱系數(shù)的空氣，該速度由轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和軸流葉片的結(jié)構(gòu)算出。對于定子外殼的水冷改進部分不做研究，主要工作為確認(rèn)內(nèi)部轉(zhuǎn)子的軸流式風(fēng)扇改進的散熱效果。

三、Fluent結(jié)果的觀察和該新散熱方式效果對比

經(jīng)過Fluent數(shù)值模擬，導(dǎo)出計算結(jié)果，觀察該散熱方式下的散熱效果。與常規(guī)散熱方式對比，確認(rèn)該方式的可行性和潛力。目前，根據(jù)我們所查找的文獻資料，用fluent求解防爆電機內(nèi)部的熱分布及散熱情況在國內(nèi)很少有相關(guān)研究成果。因此，該方式只作為本次論文的一個嘗試項目。因?qū)嶋H問題的復(fù)雜性和條件的限制和時間的關(guān)系，若該方桉無法得出理想結(jié)果，則將更換方桉，采用其他方法來求解。