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天花板上挂着一风扇,什么位置风的强度最大呢?

有限元: 2019-08-01 14:35:26 阅读数: 4899 分享到:

炎热的夏天到了,“空调党”和“风扇党”又要开战了。


相信用过吊扇和空调的人都会觉得吊扇相对比空调的耗电程度来说的话,真的是九牛一毛根本不用心疼的程度。一台空调相当于20台电风扇的用电量,在温度不超过30度时用风扇是完全可以达到降温驱热的功效,而且不会使室内室外温度相差太多,不容易产生感冒等现象。要想舒舒服服地渡过夏天,吊扇是经济又有效的降温不二之选。

但风扇也有一个不太理想的地方,就是风扇产生的风并不是均匀分布的,经常有人会问为什么我们坐在正下方吹电扇却并没有多少风。为了回答这一问题,我们通过有限元分析的方法,告诉大家风扇的风是如何分布的。


首先,简单的建立一模型进行CFD模拟,简化模型为:以一正方体作为房间,顶面作为天花板,侧面开一窗户,天花板上安装一电风扇,以500rpm的转速进行旋转,暂时不考虑房间内其他陈设对于气流的影响。


1.建立简化模型

利用proe4.0进行建模

2.对模型划分网格

利用gambit划分网格:

(1)导入模型后,为了划分网格的方便,进行简单的前处理,如图所示

(2)划分网格并查看网格的质量

(3)设置边界条件(此模型与搅拌模型类似,边界条件的设置可参考搅拌操作的设置,包括动域、静域、交界面以及出口等的设置)

(4)生成mesh文件


3.fluent求解

导入到fluent15.0进行算前设置: 下面附图关键的几部操作,详细细节操作可参看我的另一个关于搅拌的回答。

初始时刻的速度图

设置好后进行迭代计算,大约是算了4.5~5个小时左右的样子。


4.模拟结果

速度云图


如果单单根据模拟结果来看,最大速度是出现在紧贴电风扇扇叶的一层流体,以及扇叶最外缘且靠下方处的流体,因为迭代时间仅5秒且并没有完全收敛,所以猜想继续算下去的话应该速度会在叶片外缘向下延伸,会逐渐衰减,但也远比正中间速度要大,所以为什么我们坐在正下方吹电扇并没多少风的原因就在这里。


看到这里,大家应该晓得吹风扇在什么位置最佳了吧~赶快调整你的位置试试吧!


  CFD介绍  

CFD,英语全称(Computational Fluid Dynamics),即计算流体动力学,是流体力学的一个分支,简称CFD。CFD是近代流体力学,数值数学和计算机科学结合的产物,是一门具有强大生命力的交叉科学。它以电子计算机为工具,应用各种离散化的数学方法,对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究,以解决各种实际问题,CFD是有限元分析领域的流体领域。元王作为国内有限元分析应用解决方案专家,为企业提供快速、精准、全面的有限元分析应用服务,十二年来成功为1000多家企业提供定制化CAE仿真解决方案。