轴流式风力灭火机模型构建与数值计算开题报告

1. 研究目的与意义

森林火灾，是指失去人为控制，在林地内自由蔓延和扩展，对森林、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为。

森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害，森林火灾不仅给人类的生命财产以及自然资源带来了巨大的损失,而且对全球气候植被及生态环境的间接影响远远超过其经济损失。

森林火灾往往是不可控、突发性的且多发生在交通不便的山区、森林保护区内。

2. 国内外研究现状分析

褚双磊、俞国胜、秦瑞鸿（2010年第38卷第十期 流体机械）在《cfd仿真在轴流式灭火风机流场优化设计的应用》中通过cfd仿真模拟的形式，得到了轴流式灭火风机在设计工况下的内部流场三维流动形态，分析了轴流式灭火风机内部的气流流动规律、流速和压力分布，以三维流场的仿真结果为依据，对轴流式灭火风机的内部风道进行了有效的改进和优化设计。

得出了锥形射流风筒采用整流栅板可以有效的提高出口风速、改善内部流动的结论，为轴流式风力灭火机的进一步发展奠定基础。

蒋梅胜、李恒、李林书、彭凯、王顺喜（2015年4月第31卷第八期 农业工程学报）在《基于cfd-dem耦合法的灭火机风筒优化与试验》中采用cfd-dem耦合法对喷射式风力灭火机的工作过程进行仿真模拟。

3. 研究的基本内容与计划

本次研究内容为：1. 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。

做2个建立三维模型的例子。

2. 熟悉fluent界面和操作。

4. 研究创新点

叶轮内部流动的实验研究成本高昂，有些叶轮甚至无法进行实验研究。

但是，随着计算机技术的高速发展，借助计算机对叶轮内部流动进行数值模拟得到了广泛应用。

实验难以观察到的流动信息可藉由数值方法来弥补，人力难以计算的庞大数据可由软件计算轻松解决，昂贵的实验器材也可由电脑进行模型构建所替代，流体在叶轮和各结构部分所产生的影响，可由优化风扇几何尺寸，并直接以数值模拟工具来评估效能是否改善，减少实验上的花费和时间。