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1。2。1  理论分析法

理论分析法，就是运用力学，物理和数学等基础学科来研究在假定的不同情况下离 心风机内部流场变化，这是最基础也是最能加深人们对于离心风机内部流场的理解并最 终应用到实际中的方法。我国著名科学家、工程热物理学科的奠基人吴仲华先生发表的 应用任意非正交曲线坐标的叶轮机械三元流动理论[4]就是其中的代表。这项研究对中国 乃至整个世界叶轮机械的研究都产生了深远影响。

1。2。2 实验研究法

实验研究是利用专门的设备或者仪器来测量内部流场并提取所需的参数，然后从测 量的数据中分析出原因并得出改良方法。一般都会先建立实验的环境和实验装置，然后 针对不同工况下所需要研究的流场部分由专门的仪器进行检测，得到可能会影响其内部 流场的参数，通过经验或者对比几次实验数据进行分析，从而找出影响实验对象性能的 结构。然后在设计中改良这部分结构来达到优化风机的目的[5]。

1。2。3 数值模拟法

数值模拟就是以计算机为平台，利用 FDS 软件对离心风机内部流场、出口风管内 流动状况进行模拟并计算，分析模拟计算结果，对比模拟与实际的区别，寻找最佳工况 点，然后有针对性的改良优化设备。进入 21 世纪后计算机技术飞速发展，为数值模拟 计算提供了最有利的硬件基础，因此在实际研究中越来越受到人们的重视与追捧[6]。

1。3 离心风机发展过程及现状

1。4 本文研究工作

本文主要以 DF-7 型离心风机为研究对象，对离心风机的全流场气动性能进行数值 模拟，然后与实验结果作对比，得出离心风机实际性能与理论值之间的差别。本文的研 究工作主要为以下几个方面：

1。对离心风机进行实验。测量并记录风机在不同进风速度下的流速和压力。

2。模型的建立与网格的划分。通过测绘获取风机风管部分外形，在 FDS 软件中对离 心风机的通风管道进行网格划分。

3。数值模拟计算与分析。使用 FDS 软件对离心风机的通风管道的在不同工况下模 拟计算，最后对模拟结果的可信度进行分析。

4。用实验得到的数据与模拟计算得到的结果进行对比分析。分析得出气动性能的差 别。文献综述

1。5 本章小结

本章主要介绍了离心风机在流体机械中的地位和日常生活中的重要性，阐述了研究 单级离心风机的气动性能对于提高离心风机的效率降低能源消耗的重要意义，对研究离 心风机内部流场的方法进行了讨论，总结出理论分析，实验研究和数值模拟三大实用方

法，同时介绍了离心风机的悠久历史和发展过程，讨论了离心风机的国内外研究现状以 及存在的问题，并在此基础上提出了本文的研究目标，阐述了主要研究内容，提出了研 究方法。

第二章 数学模型

本文中需要对水平圆管内空气流动特性进行数值模拟计算，在众多可供选择的软件 中最终选择了计算结果比较精确的 FDS 软件进行数值模拟。FDS 是由美国国家技术标 准局 NIST 的建筑火灾研究室研究开发的场模拟软件[13]。FDS 程序是专门解决火灾动力 学发展的大涡模拟通用程序，以独特的快速算法和适当的网格密度，可以较为快速准确 地分析三维火灾问题[14]。FDS 程序可以借助其它三维造型软件和网格生成工具，处理较 为复杂的几何场景[15]。它除了可以解决火灾发生及烟气的发展和蔓延过程，还包含分析 火灾探测器和水喷淋灭火系统的功能模块，可以研究相应的消防设施对于火灾发展的影 响[16]。同时，FDS 具有开放的程序体系结构，良好的后处理能力，计算结果得到了较多 实验的验证，并且在火灾安全工程领域得到广泛的应用[17]。 (责任编辑：qin)