Symulacja elektrycznego silnika wentylatorowego (EDF)

Najlepszy blog techniczny SOLIDWORKS - DPSTODAY.PL

Świetnym przykładem analizy CFD w programie XFlow jest przepływ przez wentylatorowy silnik EDF. Model silnika o średnicy 90mm, stosowany głównie do modeli zdalnie sterowanych rozkręca się do 30000 rpm. Analiza pracy silnika odbyła się przy statycznych warunkach, ze stałą prędkością obrotową.

Ustawienia solvera dostosowano do jednofazowego przepływu powietrza z zerową prędkością otoczenia. Obroty wirnika zadano na poziomie 30000 rpm, model turbulencji oraz parametry gazu zostały dobrane automatycznie. Najważniejszym parametrem uzyskanym z omawianej analizy jest ciąg silnika. Wykresy siły na wirniku wyeksportowane z przeprowadzonej analizy pokazują jak szybko ustala się stała wartość ciągu po rozpoczęciu pracy silnika.

W celu uzyskania odpowiedniej dyskretyzacji obszaru obliczeniowego na poszczególnych ścianach wirnika dodano warunki brzegowe aby zagęścić siatkę w pobliżu zaznaczonych miejsc. Najmniejszy rozmiar siatki (0,000625m) znajduje się w obszarze wirnika silnika, na jego statorach oraz przy ściankach osłony. Przy tak dużej prędkości obrotowej w celu poprawnej wizualizacji przepływu ustalono częstotliwość zapisu na poziomie 30000 Hz.

http://www.dpstoday.pl/wp-content/uploads/2022/07/edf_vorticity.mp4

Na powyższym wykresie widzimy w jak krótkim czasie ustala się siła ciągu na poziomie powyżej 20N, dla stałej prędkości obrotowej. Na animacji wirowości zauważymy gdzie powstają zawirowywania w naszym przepływie i jak współpracują ze sobą wirnik oraz jego statory. Płaszczyzna przecięcia z konturami prędkości pokazuje natomiast gdzie przyspieszenie przepływu jest największe. Program XFlow umożliwia symulację nie tylko aerodynamiki oraz wydajności silnika ale również analizę aeroakustyczną jego pracy

XFlow jest kompleksowym narzędziem do obliczeń mechaniki płynów, przystępnym dla każdego inżyniera. Skalowalność metody LBM, prosty interfejs oraz możliwość przeprowadzania symulacji na karcie graficznej wyróżniają go na tle konkurencji.

Post: Symulacja elektrycznego silnika wentylatorowego (EDF)