针对5-51风机具体实例，本文采用结构化网格进行数值模拟，并利用Autogrid软件提供的H型网格自动生成功能生成进水口和叶轮的终网格。其中蜗舌的位置、角度和形状，在避免内部冲击、减少分离损失和降低噪声等方面起着重要的作用。5-51风机其他部分的网格生成是通过先划分区域，然后手动划分网格来完成的。边界及初始条件1）集热器入口设为入口边界，叶轮出口设为出口边界，叶轮前盘、后盘和叶片的实体壁设为实体壁，转轮边界面与下一周期转轮边界面之间的连接设为PE。三元匹配连接，循环数设为12。设定5-51风机初始静压P=1.01325*105pa，初始温度t=293K，轴向入口速度=18m/s，所有旋转壁（如前盘、后盘、叶轮叶片等）的输入速度n=1450r/min，其他非旋转壁（如蜗壳）的输入速度为零。由于流道内轴流分布不均匀，叶轮前后盘不一致，为便于比较分析，沿叶轮圆周做了A、B两段。叶轮通道内的速度和压力分布用云图和矢量图表示。给出了开槽角度对风机性能的影响。给出了叶片开槽角度对风机总压和效率的影响结果。叶片开槽使风机的总压和效率增加，但总压明显增加，效率增加不大。其中，方案7的压力和效率增加较大，总压增加3.87%，效率增加0.15%。

5-51风机广泛应用于冶金、化工、钢铁、水泥等重工业。风机数值计算和测量的效率特性曲线表明，斜槽离心风机的设计流量为0。其结构特点是整体结构紧凑，叶轮宽径比小，内、外径比小，长、短叶片分布均匀，压力系数高，流量系数小，因此常用于高压、小流量场合。针对风机效率低、加工工艺复杂等缺点，提出了一种改进的风机效率设计方案，并采用CFD数值计算方法进行了分析验证。

本文对风机进行改进和设计的主要思路是利用N-S方程和SSTK-U湍流模型计算斜槽风机样机的流量。采用数值计算与响应面法相结合的手段对蜗壳的三个主要几何参数(蜗壳出口的扩张角、叶轮的露出长度、蜗舌间隙)进行了优化，结果表明通过优化蜗舌间隙和叶轮的露出长度，不仅可以提高风机的效率，还可以降低风机的A声级噪声。数值计算结果与原始测量数据吻合较好，证明了该计算模型和数值计算方法的可行性。通过对5-51风机不同截面的等值线和流线的观测，分析了叶轮通道内流动损失的原因。通过控制叶片吸力面边界层的分离，降低了风机的内部流动损失。针对风机内部流动状况，提出了三种不同的改进方案。在改进方案不能满足性能要求的情况下，对风机进行了重新设计。为了使风机叶片通道内的流动更加合理，根据叶轮通道截面面积逐渐变化的原理，建立了风机叶片型线形成的数学模型，并根据该数学模型完成了风机叶片型线的设计。风机叶片的设计采用“双圆弧”成形方法，不仅简化了风机的加工工艺，而且使风机的总压力提高到5257pa，效率提高到68%。后介绍了离心风机的瞬态计算方法，分析了瞬态计算中时间步长的选择原则。采用瞬态数值方法对新设计的风机内部流动进行了数值模拟。在瞬态计算结果稳定后，5-51风机采用FW-H模型计算了设计风机的气动噪声，远场噪声值为58dB。

5-51风机的叶轮进口直径和出口直径增大，叶片进口安装角增大，叶轮进口宽度、出口宽度和叶片出口安装角减小。结果表明，数值计算方法可以定性地计算出风机的噪声值，但由于计算值与实验值之间存在较大误差，无法替代噪声的实验研究。为了保证叶轮通道的横截面积逐渐变化，叶片安装角aβ由1aβ逐渐变为2aβ。因此，根据5-51风机叶片安装角随叶轮半径线性变化的规律，设计了风机叶片安装角。通过对第三章斜槽离心风机内部流动特性的分析，可以看出，具有复杂“多弧”叶片的原型叶片吸力面具有较强的涡度，导致风机内部流动损失增大，无法提高风机的整体效率。

为了避免样机叶片结构复杂，提高风机效率，提高风机叶片的加工工艺，采用“双圆弧”拼接的方法进行叶片成型。在结构化网格生成过程中，边上节点的数目发生变化，往往导致相应的边节点发生许多变化。离心风机蜗壳成形及参数选择离心风机蜗壳是将离开叶轮的气体引至蜗壳出口，将部分气体动能转化为静压的装置。下面介绍了离心风机蜗壳主要几何参数和参数的选择方法。蜗壳的主要几何参数包括蜗壳横截面积的周向变化、横截面积的形状、横截面积的径向位置、蜗壳的入口位置和蜗壳舌的结构。5-51风机根据不同的截面形状，蜗壳可分为矩形截面、平行壁蜗壳、圆形截面蜗壳等。