由于引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉片是扭曲葉片，網(wǎng)格單元選用帶含有10 個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的四面體實(shí)體單元Solid187。分別采用20 萬、30 萬、55 萬和60 萬網(wǎng)格計(jì)算后，選擇設(shè)定單元大小15 mm，生成網(wǎng)格單元數(shù)量為30萬、節(jié)點(diǎn)數(shù)量45 萬，在計(jì)算時(shí)間和計(jì)算精度上最為合適。液壓缸的安裝精度和安裝精度可大大降低動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的故障率。對葉片葉根部位施加固定約束，葉片整體施加離心力慣性載荷，對引風(fēng)機(jī)葉片表面施加氣動(dòng)壓力載荷，其中氣動(dòng)壓力載荷是流體計(jì)算得到的壓力數(shù)據(jù)，采用流固弱耦合的方式加載到葉片表面，，在模擬引風(fēng)機(jī)運(yùn)行范圍內(nèi)，模擬所得全壓、效率與試驗(yàn)樣本值的平均偏差分別為4. 2%、1. 8%，特別是在設(shè)計(jì)流量下為3. 4%和2. 2%，由此可確保數(shù)值模擬的真實(shí)可靠性，模擬結(jié)果可反映該風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況，并且可以用于進(jìn)一步固體域的流固耦合模擬計(jì)算。

引風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉數(shù)目改變后整體上不影響風(fēng)機(jī)性能的變化趨勢，全壓隨流量增大而減小，效率呈現(xiàn)先增后減的變化。q v表示風(fēng)機(jī)體積流量，導(dǎo)葉數(shù)目減少時(shí)，在qv ＜ 90 m3 /s 時(shí)全壓均得到提高，在高于此流量時(shí)僅方案二全壓低于原風(fēng)機(jī)，其中在導(dǎo)葉數(shù)目減少后，流量越小提升作用越明顯，方案三在qv = 80 m3 /s時(shí)，全壓提升效果最明顯，提升數(shù)值為141 Pa。同時(shí)可以與lmstestlab無縫對接，將采集到的信號輸入專業(yè)處理軟件進(jìn)行后處理分析。引風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉數(shù)目增加時(shí)，在qv ＜ 85 m3 /s 時(shí)，方案四至六全壓得到有效提升，而qv ＞ 85 m3 /s 時(shí)，僅有方案四全壓得到提升。

比較兩種葉輪的振動(dòng)模態(tài)，可以看出，每種葉片的低階模態(tài)都表現(xiàn)出從葉片頂部到根部的彎曲變形，高階模態(tài)是葉片兩側(cè)的扭轉(zhuǎn)變形。引風(fēng)機(jī)葉輪各級的形狀變形和較大變形都在葉片頂部，葉片角度可調(diào)的葉輪的葉片變形相對較大，因?yàn)槠洳馁|(zhì)為尼龍66，剛度小于Q235，更容易變形。葉片角固定葉輪的葉根與輪轂固定，因此葉根與輪轂相對穩(wěn)定，基本無變形。由于葉片角度可調(diào)葉輪增加了角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使得葉根彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形較小。引風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)采用了力錘激勵(lì)、加速度傳感器采集信號、LMS數(shù)據(jù)采集與處理等方法。該測試的主要過程包括：支持被測對象、選擇激勵(lì)方案、布置傳感器、確定輸入通道、建立測試模型和與通道相關(guān)、確定分析帶寬、測量和保存數(shù)據(jù)。由于輪轂變形基本為0，引風(fēng)機(jī)葉輪通過柔性彈性繩懸掛在輪轂上進(jìn)行測量。風(fēng)機(jī)以額定功率運(yùn)行，風(fēng)機(jī)上安裝的三向加速度傳感器將測點(diǎn)處的振動(dòng)信號傳送給SCADAS多功能數(shù)據(jù)采集裝置。振動(dòng)方式選擇力錘激振，固定錘擊點(diǎn)，移動(dòng)傳感器測量。由于葉片的明顯變形，每個(gè)葉片頂部和根部有兩個(gè)測量點(diǎn)，葉片下方輪轂有一個(gè)測量點(diǎn)，每個(gè)葉輪有50個(gè)測量點(diǎn)。建立合適的圓柱坐標(biāo)系，測量各測點(diǎn)的相對坐標(biāo)，建立測試模型。傳感器布置完畢后，測試通道與模型中相應(yīng)的測量點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。通過力錘激勵(lì)收集數(shù)據(jù)。同樣的方法依次測量每個(gè)葉輪的50個(gè)測量點(diǎn)。在PolyMax輸入模塊中選擇已有的fr集，在高層穩(wěn)態(tài)圖中選擇符號較多的列，即阻尼頻率、頻率和模向量穩(wěn)定性。

本文以方案中引風(fēng)機(jī)的定子葉片為例進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了S1流面葉型，引風(fēng)機(jī)采用三維葉片技術(shù)改善了定子葉柵內(nèi)的流動(dòng)。通過三維數(shù)值模擬，對S2流面設(shè)計(jì)中的損失和滯后角模型進(jìn)行了標(biāo)定，為葉片三維建模提供了依據(jù)。通過與初步三維設(shè)計(jì)結(jié)果的比較，兩種設(shè)計(jì)方案的氣動(dòng)參數(shù)徑向分布一致，證實(shí)了引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中S2流面設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。(2)根據(jù)優(yōu)化后的損失和落后角模型能夠較為合理地得到轉(zhuǎn)子和靜子的損失隨著葉片負(fù)荷的變化情況。由于葉尖泄漏流的存在，葉尖壓力比與氣流角（圖中灰色虛擬線圈所示的面積）之間存在一定的偏差，但通過三維CFD的修正，s2的設(shè)計(jì)趨勢預(yù)測了葉尖泄漏流對氣動(dòng)參數(shù)徑向分布的影響；bec在高負(fù)荷下，定子根部出現(xiàn)了氣流分離現(xiàn)象，導(dǎo)致了出口氣流角和S2設(shè)置的初步三維設(shè)計(jì)。預(yù)測結(jié)果略有不同（圖中橙色虛線圈所示的區(qū)域）。引風(fēng)機(jī)利用一條非均勻有理B-sline曲線來描述由四個(gè)控制點(diǎn)（紅點(diǎn)）控制的曲線，包括前緣點(diǎn)和后緣點(diǎn)。葉片體由四條非均勻曲面、兩個(gè)吸力面和兩個(gè)壓力面組成，同時(shí)與較大切圓（灰圓）和前緣后緣橢圓弧相切。利用MIT MISES程序?qū)1型拖纜葉片進(jìn)行了流場分析。采用B-L（Baldwin-Lomax）湍流模型和AGS（Abu-Ghamman-Shaw）旁路過渡模型描述了過渡過程。