3.4 離散格式及算法
離散方法采用有限體積法， 壓力—速度耦合關(guān)系采用SIMPLE算法； 湍動能、 耗散率、 動量方程的離散采用二階迎風(fēng)格式。計算收斂標準設(shè)定為各項殘差小于 1×10 -5 時計算收斂。
4 計算結(jié)果及分析
通過 Fluent 軟件計算可以得到清掃車專用風(fēng)機在額定工況下 （風(fēng)機轉(zhuǎn)速 n=2400r/min ） 葉輪中間截面的速度分布云圖， 如圖3 所示。流線圖， 如圖 4 所示?？倝悍植荚茍D， 如圖 5 所示。渦耗散云圖， 如圖 7 所示。渦量云圖， 如圖 8 所示。

    由圖 3 速度分布云圖可以看出，原始結(jié)構(gòu)的蝸殼出口處存在一個明顯的低速回流區(qū)， 而改進結(jié)構(gòu)蝸殼出口處則沒有產(chǎn)生回流并且流場分布均勻， 圖 4 流線圖也說明了這一點。回流區(qū)的存會阻塞氣流的流出， 使得專用風(fēng)機的氣動性能降低。原始結(jié)構(gòu)葉片出口靠近壓力面附近， 存在一個高速 “射流區(qū)” ， 而靠近吸力面附近， 形成速度較小的 “尾流區(qū)” ， 即原始結(jié)構(gòu)葉輪出口處存在典型的 “射流—尾流” 結(jié)構(gòu)。此外， 原始結(jié)構(gòu)葉輪流道產(chǎn)生了嚴重的分離流動和漩渦流動 [7-8] ， 如圖 石家莊風(fēng)機4 所示。漩渦區(qū)的存在造成內(nèi)流通道有效流通面積狹窄， 形成嚴重氣流堵塞和脈動， 加之葉片尾緣速度分布均勻性差， 這些均導(dǎo)致了嚴重的流動損失。改進結(jié)構(gòu)葉輪流道無明顯 “射流—尾流” 結(jié)構(gòu)存在， 絕大部分流道的流線緊貼葉片表面流動， 速度分布均勻， 流場順暢。可以推測， 改進結(jié)構(gòu)的專用風(fēng)機效率將會提高， 噪聲將會降低。

    由圖 5 可以看到， 總壓在葉輪進口處較小， 通過旋轉(zhuǎn)葉輪對氣體做功， 葉輪流道內(nèi)總壓值不斷增大， 在葉片末端壓力面附近區(qū)域達到最大值。 當(dāng)氣體進入蝸殼后， 由于蝸殼的擴壓作用， 總壓值開始減小 [9] 。 改進結(jié)構(gòu)葉輪流道和蝸殼內(nèi)總壓分布要均勻得多，而且蝸舌附近壓力變化幅度也較小，對后面的流場影響不大， 使得氣流在蝸殼出口附近更順暢， 流動損失更小。由圖 6、 圖 7 可以看到， 改進結(jié)構(gòu)葉輪流道及葉片表面的渦耗散值比原始結(jié)構(gòu)要小得多， 特別是在葉片末端尾緣處。這說明改進結(jié)構(gòu)在葉片尾緣處的流動得到了改善， 可以有效的降低氣流渦脫落造成的渦流噪聲 [10] 。同時， 改進結(jié)構(gòu)蝸殼內(nèi)的渦耗散也明顯降低，這從另一個方面也證明了改進結(jié)構(gòu)蝸殼內(nèi)流場的均勻性， 可以推測， 改進結(jié)構(gòu)的氣動效率將會提高。

    根據(jù)湍流渦聲理論，氣動噪聲與漩渦的拉壓和變形密切相關(guān)， 基于氣動噪聲聲源機理， 渦量是關(guān)聯(lián)氣動噪聲源的關(guān)鍵湍流量。風(fēng)機葉輪流道湍流渦量分布圖 8 表明， 原始結(jié)構(gòu)在吸力面中間通道中， 由于二次漩渦與主流氣流劇烈摩擦， 形成了內(nèi)部剪切層， 其渦量值處于高位； 此外， 葉片尾緣尾跡流處渦量值也較高，這些區(qū)域往往是造成專用風(fēng)機較高噪聲的主要地方 [11-12] ； 而改進結(jié)構(gòu)在這些區(qū)域的渦量值明顯減小， 因此改進后專用風(fēng)機的噪聲將會降低。
5 試驗對比分析
    從表 1 可以看出，進行技術(shù)改造后清掃車專用風(fēng)機的流量提高了 28.1%， 能耗降低了 14.67%， 噪聲降低了 5.4dB， 效率提高了 9.3%。這說明提出的依據(jù)流體仿真分析來優(yōu)化風(fēng)機葉輪結(jié)構(gòu)方案的合理性及可行性。

6 結(jié)論
（1 ） 葉片型式對清掃車專用風(fēng)機性能有較大的影響， 相比前向離心風(fēng)機， 后向離心風(fēng)機葉輪流道無明顯 “射流—尾流” 結(jié)構(gòu)存在， 速度分布更均勻， 渦耗散和渦量小， 流場順暢， 風(fēng)機性能高。
（2 ） 通過試驗測試對比分析， 進行技術(shù)改造后清掃車專用風(fēng)機的流量有了一定的提高， 能耗和噪聲有了明顯的降低， 內(nèi)效率有很大的提高。 這說明利用后向風(fēng)機替代前向風(fēng)機是清掃車專用風(fēng)機改進設(shè)計的可行方向。 （3 ） 利用 Fluent 軟件的仿真模擬可以很好地指導(dǎo)工程實踐， 也可以替代某些試驗， 極大地縮短了研發(fā)周期。