1. 1. 毕业设计（论文）的内容、要求、设计方案、规划等
背景：
科技的进步，带动着电子产品的功能越强，价格也越便宜，个人电脑的普及，已使得各项工作几乎都与电脑离不开关系。在使用电脑方面，最重要的莫过于CPU的快速运算功能，但是速度高相对产生的温度就容易升高，噪音也大，为了能有效的排出热量，最有效的当属于电子散热风扇。按照风扇功能的不同，种类分为许多。而单级轴流风扇在个人电脑冷却、散热中应用最为广泛。轴流风扇利用强制对流方式，将电子元件降温冷却，以保持整个系统的正常工作。因此设计制造出体积小、效率高、噪音低、耗电量小。。。等，是一项非常重要的课题。
随着计算技术的发展，在流体机械领域，计算流体动力学（CFD）已成为分析流体流动性质的一个个重要工具。CFD是一种用于预测和分析复杂流体流动性质的计算技术，包括对各种类型的流体在各种速度范围内的复杂流动在计算机上进行数值模拟的计算。之所以要使用CFD，通常基于三点：CFD对设计有很强的理解和可视能力，因而CFD的分析能够展示别的手段所不能揭示的系统的性质和现象；一旦给定问题的参量，CFD能够快速给出想要的结果，这样就可能在很短的时间内调整设计问题的参数，得到最好的优化结果；采用CFD是一种十分经济的做法。目前在航空、航天、汽车、透平机械等工业领域，利用CFD进行的反复设计、分析、优化已成为标准的必经步骤和手段。
CFD软件通常有三种功能，分别着重于前端处理(Preprocessing)，计算和结果数据生成（computing and resulting）以及后处理（postprocessing）。前端处理通常要生成计算模型所必须的数据，包括建模、数据录入、生成网格等；做完了前处理后，CFD的核心解算器（Solver）将根据具体的模型，完成相应计算任务，并生成结果数据；后处理过程是对生成的结果数据进行组织和诠释，一般以直观可视的形式给出来，计算结果可用
于内部流动诊断、流动预测、性能分析等作用。
FLUENT是目前国际上比较流行的通用CFD软件，用来模拟从不可压缩到中等程度可压缩乃至高度可压缩范围内的复杂流动。FLUENT软件灵活、强大的算法和专用于流体机械领域的网格技术使得FLUENT软件在流体机械方面有广泛的应用，如可应用于航空发动机中的压气机、涡轮，工业上的燃气轮机、蒸汽轮机、水轮机、泵、风扇、空气压缩机、螺旋桨等。FLUENT软件在风机行业也具有广泛的应用前景，在其2002年新推出的FLUENT6.2版，进一步完善了风机建模、网格技术、数值算法、物理模型和可视化技术等方面的功能。可以对各种形式的风机进行流场分析和研究，能够准确地预测出风机的性能和噪音水平，同时，FLUENT软件也能计算整个通风系统的管道、阀门以及通风口等部件和系统的流动情况。
FLUENT中有几种处理流体机械流动问题的模型，分别为旋转坐标系模型（Rotating Reference Frame），多参考坐标系模型(MRF)，混合平面模型(Mixing Plane)，滑移网格模型(Sliding Plane)。
该毕业设计具体工作：
1. 安装计算流体动力学前处理软件GAMBIT2.1.6、计算流体动力学商用软件FLUENT2.1.66（也可以安装ANSYS FLUENT12.0） （提供软件及安装说明）
2. 熟悉GABMIT界面和操作，包括生成几何模型结构、Turbo工具的操作、模型的网格划分、区域类型设定及网格文件输出。
3. 熟悉FLUENT界面和操作。
4. 复习轴流风机孤立翼型1设计方法后，利用GAMBIT软件建立风扇模型。风扇参数如表1，翼型参数见附件CLARKY翼型
（1） 风扇选用CLARKY翼型。建模时注意CLARKY*dat数据文件中3组数据分别对应x,y,z坐标，hub（轮毂）、case（机壳）母线建立在xz平面上，叶片安装角是绕x轴旋转，风扇轴转是z轴。具体建模方法参见GAMBIT Tutorial Guide之第八2章或者参考文献3第三章。
（2） 网格划分：由于风扇的几何结构比较复杂，属于不规则形状，结构化网格进行划分具有一定难度，使用非结构化网格相结合对风扇计算域进行网格划分。网格单元可以采用Tet/Hybrid，网格类型可以选： TGrid 。
（3） GAMBIT下边界条件和流体区域的初始设定：
入口边界条件：设定进口边界为压力进口（pressure-inlet)。
出口边界条件：设定出口边界为自由出口（outflow）。
叶片边界条件：设定固壁（wall）。
其余边界选择默认。
风扇旋转区域：设定为流体（fluid）。
输出.msh文件。。
注：
可以利用Turbo工具建立单流道风扇模型，划分网格，设定边界条件，输入FLUENT计算时输出全流道数据。
可以利用Turbo工具建立单流道风扇模型，再合成全流道风扇模型，划分网格，设定边界条件，FLUENT计算时输出全流道数据。
可以直接建立全流道风扇模型，划分网格，设定边界条件，FLUENT计算时输出全流道数据。
三种方法第一种简单些，但全流道数据不如后两种方法真实。第二、第三种方法考虑网格划分的难度，可以忽略叶顶间隙。
5. 利用Fluent－3d求解器进行计算
（1） 读入网格文件、检查网格；设置非耦合求解器（Segregated）选用绝对速度表达式；选择RNG k-e紊流模型；设置流体属性等；
（2） 旋转流体区：旋转流体区是数值模拟计算的主要控制体，采用动参考坐标系（Moving
Reference frame），该区域的旋转速度与风扇转速相同，空气从进口沿Z轴负方向向出口运动。（Fluent定义绕轴逆时针转为正值）；
（3） 对特殊边界条件进行设置：入口和出口边界可以保持默认压力入口和压力出口；叶片壁面重新定义为旋转壁面(moving wall) ，风扇旋转速度为相对速度，与周围的流体速度相等。机壳内壁：机壳壁面采用无滑移固壁边界条件(no-slip)。当壁面运动速度为0时，壁面处的流体速度也为0；当壁面运动速度不为0时，壁面处的流体速度和壁面的运动速度相同。
（4） 启动Fluent进行计算：设置求解控制参数后，用inlet 边界对流场初始化开始迭代计算。
（5） 计算结果后处理：输出叶片压力面、吸力面的压力云图、速度图；等值子午面及等值圆柱面的压力分布图、马赫数分布云图、速度矢量图等。
6． 对流场简单进行分析
风扇各参数表1：
翼型 | CLARKY（见附件） |
轮毂直径 | 34mm |
机壳直径 | 90mm |
叶顶间隙 | 1mm |
叶片与轮毂安装角 | 50 |
叶顶安装角 | 60 |
叶片与轮毂弦长 | 18mm |
叶顶弦长 | 30mm |
轴向长度 | 20mm |
转速 | 900rpm |
叶片数 | 7 |
撰写毕业设计论文要求：
目录、摘要、
第一章 绪论：研究内容、目的及意义
第二章 计算流体动力学概述及FLUENT软件在流体机械中的应用
第三章 轴流风扇三维模型前处理 包括详述建模过程、网格的划分、边界条件设置 要输出三维模型图、网格图
第四章 轴流风扇数值计算结果的后处理 包括将三维模型导入FLUENT，设定解算模型进行解算，边界条件等各类参数设定。输出叶片压力面、吸力面的压力云图、速度图；等值子午面及等值圆柱面的压力分布图、马赫数分布云图、速度矢量图等。
第五章 结论及建议 风扇流场简单分析，建议
参考文献
致谢
2. 参考文献（不低于12篇）
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