[摘 要] 随着高速计算机技术和计算流体力学（CFD）理论的发展，运用CFD技术进行离心风机内流场的数值模拟，成为对离心风机进行结构设计及流场研究的一种重要手段。根据已有离心风机研究内容及方法的不同，总结了国内外离心风机数值模拟的主要研究内容、离心风机结构设计及流场研究应结合数值研究方法和实验观测结果，以便节省研究成本和时间。
[关 键 词] 离心风机；流场；数值模拟
[中图分类号] G718.5 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0006（2015）21-0102-02
一、引言
离心风机在工业上应用广泛，普遍用于家用电器设备、车辆、工厂和建筑物的通风、排尘和冷却。随着我国工业化进程发展，更注重节能降耗，离心风机作为工业的重要配套设备，应满足节能、高效和稳定等要求。设计出结构合理、性能良好的离心风机越来越受到行业重视。
随着高速计算机技术的出现，以及应用计算机技术解决物理问题的精确数值算法的发展，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics）成为流体力学的一种重要的研究方法。目前，在设计工业离心风机时，通常可运用计算流体力学技术（CFD技术）进行数值仿真，为离心风机的结构设计提供比较可靠的参考，减少样机制造和试验所需的资源和时间成本。如图1所示为数值计算出的离心风机内流场图。
二、国内外离心风机的研究现状
离心风机内部流动通过实验测量方法较为繁琐，理论分析又很难得出理论解。而利用计算机数值计算对离心风机进行流场分析，是对理论分析和实验观测两种研究方法很好的补充。
对离心风机进行数值模拟，可通过直接求解雷诺时均方程，再结合以湍流模型来计算风机内流场，这已成为离心风机内部流动数值模拟的主流方法。这与传统方法，例如无粘流近似和边界层近似等要更为准确。此外，大涡模拟方法（Large Eddy Simulation）也逐渐开始应用到叶轮机械的数值模拟中。
（一）离心风机数值计算的理论基础研究
在理论方面，易林等人总结归纳了计算流体力学理论，对各种数值模拟方法的优缺点和适用范围做出总结，阐述了国内外学者在这些方面的研究进展。翟瑞虎等人则总结和阐述了离心通风机内叶轮的设计方法和利用边界层控制技术提高离心通风机叶轮性能等两个方面的主要成果，总结了过去进行叶轮设计和提高叶轮性能的方法。
（二）针对离心风机叶轮的数值研究
在离心风机研究方面，一些研究运用CFD技术，主要针对离心风机的叶轮参数进行数值分析。
李建锋等人对高压离心风机内部的三维气体流动进行了数值模拟，分析了离心风机流场中回流等现象。另外，一些研究通过改变叶片参数来改善风机性能。如李景银等人对常规单圆弧叶片和等减速叶片两种不同型线叶轮的离心风机进行研究，在观察流场图的基础上，分析两种叶轮结构参数对风机效率的影响。王松岭等人对叶片加长前、后的两种情况进行了三维定常数值模拟，分析了离心通风机轴截面总压等值线图。
工作台，结合数值研究，是设计风机结构和研究风机性能的重要方式。国外某研究试验不同结构参数的叶轮模型（叶轮模型通过计算机辅助设计），试验台中，标准化输送管装置被放置在离心风机的上游，可通过改变输送管中一块隔板的直径来改变流量。风机叶轮的旋转速度用一个频率调节器设置，并用光学转速器测量。在采用不同直径的隔板情况下，用精度1%的压力计测量离心风机的出口静压。将数值计算结果和试验观测结果进行比较及验证，研究离心风机的结构参数对风机内流场的影响。三、结论
运用CFD技术进行离心风机内流场的数值模拟研究，已成为离心风机结构设计的一种重要手段。随着离心风机数值研究的不断发展，同时也应重视离心风机的试验台标准化建设以及试验观测，结合数值研究和实验观测结果，最终可以节省研究成本和时间，取得准确可靠的结果。由于离心风机设计理论和计算流体力学涉及许多知识，尚有许多未归纳到位之处，仍有待深入研究。
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