(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111406125.0 (22)申请日 2021.11.24 (71)申请人 河北农业大 学 地址 071000 河北省保定市灵雨寺街289号 (72)发明人 李建平　边永亮　刘丽星　王旭　 王鹏飞　刘洪杰　杨欣　 (74)专利代理 机构 北京首捷专利代理有限公司 11873 代理人 梁婧宇 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/25(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 113/06(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于CAE仿真技术的轴流风机风场仿真 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于CAE仿真技术的轴流 风机风场仿真方法， 包括构建三维求解模型， 对 所述三维求解模 型的基础参数进行设置， 对所述 三维求解模 型的输入数据进行设置， 对所述三维 求解模型进行计算并输出仿真结果， 对轴流风机 风场仿真结果进行分析； 根据所述轴流风机风场 仿真结果研究分析风机在不同转速条件下产生 的风场辐射范围、 风场风力大小、 动压大小和风 量等性能指标， 为后续设计提供数据参考， 可快 速应用于工程技术研究， 提升科研效率， 减少项 目开发时间。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114065437 A 2022.02.18 CN 114065437 A 1.一种基于 CAE仿真技术的轴流 风机风场仿真方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1.构建三维求 解模型； S2.对所述 三维求解模型的基础参数进行设置； S3.对所述 三维求解模型的输入数据进行设置； S4.对所述 三维求解模型进行计算并输出仿真结果； S5.对轴流 风机风场仿真结果进行分析。 2.根据权利要求1的一种基于CAE仿真技术的轴流风机风场仿真方法， 其特征在于， 所 述三维求解模型包括轴流风机三维模型和旋转阈， 所述轴流风机三维模型为等比例模型， 所述轴流风机三维模型包括风机电机、 风机扇叶和风机外壳， 所述旋转阈为所述风机扇叶 的旋转区域。 3.根据权利要求1所述的一种基于CAE仿真技术的轴流风机风场仿真方法， 其特征在 于， 所述S2的具体内容包括： 导入所述三维模型， 加载插件， 通过插件进行所述基础参数的 设置； 所述基础参数的设置内容具体包括： 定义项目名称， 设置单位系统， 对仿真过程中所 有单位进行统一， 选取分析类型并设置考虑封闭腔和物理特征， 选取流体类型并设置流动 特征， 设置壁 面条件和初始条件。 4.根据权利要求3所述的一种基于CAE仿真技术的轴流风机风场仿真方法， 其特征在 于， 所述插 件为SolidWorks Flow Simulati on。 5.根据权利要求3所述的一种基于CAE仿真技术的轴流风机风场仿真方法， 其特征在 于， 所述分析类型包括内部 分析类型和外部 分析类型， 所述物理特征包括固体内热传导、 辐 射、 瞬态分析、 重力和旋转， 所述壁面条件包括默认壁面热条件和粗糙度， 所述初始条件包 括湍流参数、 热动力参数和速度参数。 6.根据权利要求1所述的一种基于CAE仿真技术的轴流风机风场仿真方法， 其特征在 于， 所述输入数据的设置内容具体包括： 设置计算阈和旋转区域， 选取监测目标， 进行网格 划分。 7.根据权利要求6所述的一种基于CAE仿真技术的轴流风机风场仿真方法， 其特征在 于， 所述计算域的设置内容具体包括选取模拟 类型， 设置所述计算域的大小和条件； 所述监 测目标至少包括静压、 总压、 动压、 风场力和流体速度。 8.根据权利要求6所述的一种基于CAE仿真技术的轴流风机风场仿真方法， 其特征在 于， 所述网格划分包括全局网格划分和局部网格划分， 对风机扇叶区域进行所述局部网格 划分， 对其余部分区域进行所述全局网格划分， 所述全局网格划分的设置内容包括选取自 动类型和手动类型， 设置精度， 设置是否均匀网格、 是否高级通道细化和是否显示基础网 格， 所述局部网格划分的设置内容包括设置细化流体网格的级别、 细化部 分网格的级别、 最 大通道细化级别和高级细化中的细小固体特 征细化级别。 9.根据权利要求1所述的一种基于CAE仿真技术的轴流风机风场仿真方法， 其特征在 于， 所述仿真结果包括目标图、 XY图、 点参数、 表面参数、 体积参数、 报表、 网格划分图、 流动 迹线、 切面图和粒子研究图。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114065437 A 2一种基于CAE仿真 技术的轴流风机风场仿真方 法 技术领域 [0001]本发明涉及农业工程技术领域， 更具体 的说是涉及一种基于CAE仿真技术的轴流 风机风场仿真方法。 背景技术 [0002]风机是风送式喷雾植保机械在农林病虫害防治中的核心部件， 风机 的类别、 扇叶 数量、 扇叶角度、 转速、 直径、 风筒长度、 串并联送风方式、 风机组数量设置等因素均对气流 辅助性能有较大影响。 而轴流风机的风量大、 效率高、 气流出口直径也比较大， 喷出的气流 衰减慢、 射 程远、 扩散均匀， 应用范围最广。 [0003]但是， 现有的风机设计， 主要依据计算公式通过理论计算来推导出所需风机风量、 风速、 风压等值， 并将这些数值用于风机设计， 存在不直观， 效率低， 计算误差大等问题， 而 且风机选型过于依赖过去的经验公式， 导 致选型不 准， 造成能量浪费和效力不足的问题。 [0004]因此， 如何提供一种研究风机风场的方法来精准把握风机性能是本领域技术人员 亟需解决的问题。 发明内容 [0005]有鉴于此， 本发明提供了一种基于CAE仿真技术的轴流风机风场仿真方法， 将风机 三维模型依据CAE软件仿 真， 可以研究风机在不同转速下的风场的各项性能指标， 为后续设 计提供数据参考， 提升科研效率， 减少项目开发时间。 [0006]为了实现上述目的， 本发明采用如下技 术方案： [0007]一种基于 CAE仿真技术的轴流 风机风场仿真方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： [0008]S1.构建三维求 解模型； [0009]S2.对所述 三维求解模型的基础参数进行设置； [0010]S3.对所述 三维求解模型的输入数据进行设置； [0011]S4.对所述 三维求解模型进行计算并输出仿真结果； [0012]S5.对轴流 风机风场仿真结果进行分析。 [0013]优选的， 所述三维求解模型包括轴流风机三维模型和旋转阈， 所述轴流风机三维 模型为等比例模型， 所述轴流风机三 维模型包括风机电机、 风机扇叶和风机外壳， 所述旋转 阈为所述 风机扇叶的旋转区域。 [0014]优选的， 所述S2的具体内容包括： 导入所述三维模型， 加载插件， 通过插件进行所 述基础参数的设置； 所述基础参数的设置内容具体包括： 定义项目名称， 设置单位系统， 对 仿真过程中所有单位进行统一， 选取分析类型并设置考虑封闭腔和物理特征， 选取流体类 型并设置流动特 征， 设置壁 面条件和初始条件。 [0015]优选的， 所述插 件为SolidWorks Flow Simulati on。 [0016]优选的， 所述分析类型包括内部分析类型和外部分析类型， 所述物理特征包括固 体内热传导、 辐射、 瞬态分析、 重力和旋转， 所述壁面条件包括默认 壁面热条件和粗糙度， 所说　明　书 1/5 页 3 CN 114065437 A 3