0 引言

随着人们生活中对风机的流量以及压力的需求越来越高，混流式风机得到越来越广泛的应用。混流式风机是介于离心式风机和轴流式风机之间的一种风机，其主要适用于高风压、低风量的工作区域[1-2]。

流固耦合是把流体力学和固体力学相结合而形成的一种重要的力学分析方法，主要研究固体在流场作用下所产生的变化和固体变形对流场的影响[3-4]。胡强运用流固耦合的方法对旋通风机进行了分析，首先建立了叶片流固耦合的动态特性方程，接着运用有限元方法对叶片的三维非定常流场的Navier-Stokes方程进行求解，最后应用弱耦合的方法对叶片进行数值模拟和流场分析[5]。邵学博基于ANSYS/CFX软件对变截面多攻角的亚音速翼型分别进行了单向流固耦合分析和双向流固耦合分析，通过对两种分析结果的对比，分析了两种流固耦合方法的优劣之处[6]。Hsu等运用流固耦合的分析方法对某5 MW风力机进行分析，对于叶轮旋转部分采用滑移网格技术，结果表明由于存在滑移交界面，因此会影响叶片气动载荷的模拟[7]。

本文基于ANSYS Workbench软件，对某型号的混流式风机进行流固耦合分析，得出其全压、效率、应力以及变形等重要信息；并通过参数的变化，得出了在不同工况下的流场信息；最后将数据拟合，对比选取最优的工况，为设计风机的工况和外形提供了依据。

没有异于常人的天赋，没有良好的身体素质，没有童话般的幸运。吴敏霞的教练刘恒林曾这样说道：“她先天性贫血，先天性胯、髋关节有点突出……”但是吴敏霞从未控诉过现实的不公，因为梦想让她始终坚持着自已生活的方向。为了追梦，她用高强度的训练来补足身体缺陷。如今，她从郭晶晶的陪衬到跳水队的王牌，“不完美”的她一走就是十八年，因为她一直有一个梦想，正是这个梦想，让她在残酷的现实中坚强地走下去。是梦想这颗璀璨的启明星让我们看到了一个不一样却依旧精彩的吴敏霞。

1 混流式风机模型

1.1 风机模型建立

本文运用SolidWorks三维软件对混流式风机进行建模，风机外径400 mm，风压最大可达280 Pa，风量最大可达4 512 m3/h，叶轮叶片数为6，导叶叶片数为15，轴流式风机模型如图1所示。建立整个流道的三维物理模型，根据对风机风道的实验结论，需要对进、出口区域进行适当的加长处理，入口区域为4倍风机的当量直径，出口区域为6倍风机的当量直径[8]。

该主变本体内的油有35.2吨，因此在更换注油阀前不但要准备好滤油机，还需要至少一个容积为40吨的油罐，并且要清洁油罐内壁，否则会使变压器油绝缘性能下降。按照这种方法更换注油阀至少需3 人～4 人耗费3天的时间，更换完成后还要重新注油、热油循环、静放，并按照变压器大修后的标准进行相关试验，如果试验不合格还需要继续滤油、热油循环，直到合格。因此，如果采用以前的工艺方法更换破裂的注油阀门，就会把小问题复杂化，有可能会引发绕组受潮，绝缘油油质下降等重大问题，所以不予采纳。

  

图1 混流式风机模型

1.2 风道网格划分

本文利用CFD专用的前处理软件ICEM来划分整个风机流道的网格。由于该风机结构复杂，因此在建模时对计算结果影响不大的区域(如电机、圆角、间隙等)进行了省略，并且运用布尔运算的方法将风机流道部分分成进口区、叶轮区、导叶区以及出口区4个子区域进行单独的网格划分。由于叶轮处的网格划分比较困难，因此采用了适应性更强的非结构四面体网格进行划分；而进、出口区域的结构比较规则，所以在划分时采用了相对更加简便的结构六面体网格，网格划分的结果如图2所示，总网格数为3 986 074，具体网格数和网格类型如表1所示。

2 计算模型设置

2.1 计算参数设定

入口处采用速度入口，设定流速为7 m/s，入口大气压设定为默认值0 Pa。

质量守恒方程:

本文的风机材料为Q235，设定安全系数为2，计算得到的许用应力为117 MPa。

 

(1)

其主要内容就是结合企业自身的实际发展情况，建立相应的信息数据部门，以此来帮助领导更为便捷、有效的管理企业。也可以说，管理会计一种科学、合理、适应社会发展的一种管理措施，为提升企业的经济效益以及发展力提供强有力的支撑。总的来说，财务会计就是为企业以及与企业存在联系的组织、部门提供相应的数据自信以及财务资料。而管理会计则是以自身的专业性为根据，将企业中的数据信息进行加工处理以及分析，进而制定出科学、专业的财务报表，进而让企业内部管理人员以及领导高层有效了解企业的实际情况，以便于制定出相应的应对措施并加以实施。

动量守恒方程:

1.5 胶质瘤分子亚型的确定 本研究中胶质瘤分子亚型的分型信息来源于 CGGA 中对样本进行的分型标注。CGGA 对样本的分型标注依据 Brennan等[10] 报道的方法：将样本分为 4 个转录特征的分子亚型（前神经元型、神经元型、经典型和间质型）。这 4 个分子亚型的转录特征采取 Verhaak等[11]报道中采用的转录特征。

+Δ(ρuU+IP)=0.

(2)

其中：I为流体动力黏度；

为流体黏度系数。

固体虚功原理：

 

(3)

空气材料属性：温度20 ℃，密度1.2 kg·m-3，动力黏度1.85×10-5 Pa·s。

(2) 采用多参考系模型(MRF)，按照定常流来模拟旋转区域。

早上8点，丁主任出门了，这高原的阳光对他却格外开恩，他的脸白白生生的，一点高原红都不曾晕染，那下巴也剃得光溜溜的，好像那里从没冒出过胡须，那军绿色的上装一根皱褶都没有，看来睡觉时从不会当枕头。

  

图2 流道网格

 

表1 各区域网格分布

  

入口区叶轮区导叶区出口区网格239 6542 198 6011 223 128324 691类型FluidMRFFluidFluid

2.2 边界条件设定

(1) 控制方程。流固耦合所研究的原理就是把流体力学中的Navier-Stokes方程与固体力学中的虚功原理相结合，独立求解后得到结果。基本原理的方程如下：

出口处为压力出口，设定参考压力值为0 Pa，流场中其他地方的压力值都是以此为基准。

叶片和机壳等位置设定为Wall，使气体无法穿过壁面到达流场之外，壁面均设定为无滑移边界条件。交界面处设置interface，旋转区域设定转速为1 450 r/min。

其中：ρ为密度；t为时间；u、v、w分别为速度矢量U在x、y、z方向上的分量。

2.3 材料属性

其中：m为质量矩阵；c为阻尼矩阵；k为刚度矩阵；为加速度响应向量；为速度响应向量；X为位移响应向量；f(t)为激振力向量。

风机材料属性：密度7 800 kg·m-3，弹性模量2×1011 Pa，泊松比0.3。

(3) 求解器选用压力速度耦合求解器。湍流模型选用应用最广泛、计算精度比较高的标准k-ε模型。求解时选用SIMPLE算法，对流相差分格式设置为二阶迎风格式。

3 单向流固耦合分析

基于ANSYS Workbench软件，将流体分析模块与静力学分析模块耦合，得到了耦合结果。

随着互联网技术飞速发展，新媒体行业随之兴起并繁荣，媒介融合的趋势不断加强。而各类传统报纸（党报、专业报、综合商业报）继续探索转型之路，在“互联网+”的影响下，基本形成了“两微一网一端”的数字化布局，并不断与新媒体融合。

图3为叶轮应力云图，其应力从叶根处到叶顶处逐渐减小，最大应力35.66 MPa，主要出现在叶根处，小于计算得到的许用应力值，满足风机的使用条件。

图4为风机叶片的变形情况，从叶根到叶顶总位移逐渐增大，分布梯度明显，在叶顶处达到最大变形0.259 mm，在许用范围之内。

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种与胰岛素抵抗和遗传易感性密切相关的代谢应激性肝脏损伤，其可发生肝脏纤维化从而导致肝硬化[1]。目前，国内外均缺乏对NAFLD有特定疗效的药物，而且，不同的临床指南推荐的药物不同。因此，本文回顾性分析了重庆医科大学附属第二医院就诊的NAFLD合并2型糖尿病患者的临床资料，探讨降糖药、他汀类、ACEI、钙离子拮抗剂是否对NAFLD合并2型糖尿病的患者有协同治疗效果，旨在为NAFLD合并2型糖尿病人群选择合适的药物提供理论依据。现报道如下。

微信的自定义菜单是微信与用户进行一对一交流的重要渠道。菜单功能是与本馆读者建立紧密联系的重要渠道，积极开发菜单功能能够增加用户黏度，不断壮大粉丝群体。如开发个人中心菜单，让学生在微信菜单下绑定读者证信息，能够在微信终端自助进行图书续借，查找本馆的馆藏资源，让用户随时随地了解馆藏信息，不用亲自来到图书馆，也能实现便捷自助服务。

  

图3 叶轮应力 图4 叶轮变形

4 不同工况下性能对比

设定入口处的流速分别为4 m/s、5 m/s、6 m/s、7 m/s、8 m/s、9 m/s、10 m/s七种工况，对每种工况做流固耦合分析，再改变模型中导叶的数量，得出不同的流固耦合结果，并将结果拟合。

图5和图6分别为混流式风机的全压和效率曲线，从图中可以看出，在整个工况范围之内导叶数为15的风机全压和效率比导叶数为13和17时的要高。在设计的工况流速6 m/s～8 m/s范围内，风机的全压和效率最大，全压最大值可达到273 Pa，效率最大值可达72%。同时验证了风机导叶数量的增加，在一开始会使得全压以及效率增加，但是随着导叶数的增多，风机全压和效率又开始逐渐降低，最佳的导叶数为15个。

图7和图8为15个导叶数情况下风机的应力和变形拟合曲线，随着风机流速逐渐增大，应力值和位移值先逐渐变小，到达最小值之后又逐渐变大，但应力和位移的变化范围都满足风机的使用要求。

  

图5 风机全压 图6 风机效率 图7 叶轮应力

  

图8 风机变形

5 结论

本文对混流式风机做了流固耦合分析，通过改变不同的设计工况和导叶数，分析了不同使用条件和导叶数对风机性能的影响。最终得出：在导叶数为15个时风机的性能最佳，最佳的流速工况范围在6 m/s～8 m/s，可得到最大风压为273 Pa，最大效率值为72%。同时最大应力和变形也都满足风机的使用条件，这为风机的优化提供了理论基础。

参考文献：

[1] 仲志刚,赵军,赛庆毅,等.斜流式通风机的研究现状与发展趋势[J].机械研究与应用,2010(5):5-7.

[2] 于艳秋,刘焱,田小燕.斜流式风机叶片失效分析[J].风机技术,2012(1):74-75.

[3] 李伟,杨勇飞,施卫东,等.基于双向流固耦合的混流泵叶轮力学特性研究[J].农业机械学报,2015,46(12):82-88.

[4] 张阿漫.流固耦合动力学[M].北京：国防工业出版社,2011.

[5] 胡强.对旋式通风机叶片气固耦合动力学特性数值研究[D].泰安：山东科技大学,2015:20-53.

[6] 邵学博.基于ANSYS的机翼的流固耦合分析[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学,2012:19-48.

[7] Hsu M C,Bazilevs Y.Fluid-structure interaction modeling of wind turbines:simulating the full machine[M].New York：Springer-Verlag,Inc，2012.

[8] 褚双磊.用于轴流风机的轴流叶轮气动性能试验研究[J].流体机械,2014(4):6-10.