基于表面粗糙度修正的冷却风扇数值模拟方法研究
【摘要】 为了进一步提高冷却风扇多重参考坐标系（MRF）模型的数值模拟精度，结合壁面函数进行粗糙度修正，并分析MRF模型的影响因素。首先，以黏性底层中第一层网格离壁面的无因次速度u+与距离y+相等为依据，得到粗糙度常数、粗糙度高度与y+之间的代数关系；根据实际壁面类型，得到修正后的y+值与第一层网格高度，将其带入标准壁面函数进行近壁面修正。最后，以某型号冷却风扇为例，研究湍流模型、网格数量、表面粗糙度修正等因素对风扇数值模拟结果的影响。结果表明，模型可以更好地处理高应变率及流线弯曲程度较大的流动，更适合风扇的旋转流动，对风扇等旋转机械的模拟具有更高的准确性；过密的网格数量会使得计算结果出现波动；表面粗糙度修正改善了性能曲线上的一些畸点，在风扇常用工况范围内，使得试验值与仿真值的偏差由5%降低到修正后的3%以内。
