轴流风机利用模拟方法分析了第1级导叶结构形式对某两级动叶可调轴流风机性能的影响，表明长短复合导叶对提升轴流风机气
动性能方面好于单一长度叶片式导叶。轴流风机在流固耦合模拟研究方面，利用CFX 和Ansys对离心风机叶轮的模拟表明，风机气动性能基本不变，而较大变形量减少2. 5%，较大等效应力增大3.6%。失速工况下叶轮的静力特性，高温轴流风机生产，指出气动力载荷对叶轮的总变形量有显著的影响，对叶轮等效应力分布的影响较小，轴流风机，轴流风机旋转工作时的应力及总应变，验证了在流固耦合作用下风机工作的强度要求。Dhopade模拟了低周疲劳与高周疲劳联合作用对燃气轮机叶片结构与气动性能的影响。在考虑叶片和流域相互耦合状态下，对大型轴流风机叶片的气动弹性的模拟表明，考虑气动弹性的较大应力几乎是不考虑气动弹性的较大应力的两倍，由此证明在叶片安全性评估方面考虑气动弹性的必要性。目前对于轴流风机的导叶数目改变研究只关注其气动性能，而对于叶轮静力结构和振动情况研究较少。
本文研究对象为某电厂660 MW 机组配套的动叶可调轴流一次风机，借助Fluent软件对其内部流场进行数值模拟，并借助Workbench流固耦合模块对叶片进行静力分析和预应力下的模态分析，对导叶数目改变前后的叶轮安全性进行评估，耐腐蚀轴流风机，为风机生产和改造提供参考依据。
从轴流风机不同位置和X、Y、Z三个方向的周向振动来看，风机下部固定在底座上，比其他三个周向位置振动小。风机顶部水平振动Zui为严重，主要为1159.86赫兹和1351.40赫兹、1828.22赫兹等高频振动。轴流风机振动主要是两级叶轮叶片通过频率与1159.86赫兹之和引起的，是高频气动力引起的振动和风机基频的倍频。风机振动主要为1351.40赫兹、1640.75赫兹、189.91赫兹和238.82赫兹。风扇基频的第四个频率189.91赫兹与风扇罩的第五阶固有频率193.70赫兹相似。可能发生共振。应通过优化风机结构来避免共振，以避免风机的基频和倍频。
1）对轴流风机机壳前六阶固有频率进行模态试验。风扇基频的第四个频率与外壳的第五个固有频率相似。应通过优化风机结构来避免共振。
2）风机进出口振动较小，振动频率主要为风机基频及其倍频。两级叶轮和电机振动较大，主要是由流场气动力引起的高频宽带振动引起的。
3）由于风机下部固定在底座上，产生的振动小于周向位置。风机顶部的水平振动Zui为严重。可以考虑在顶部安装一个减震器以减少振动。
轴流风机优化思路
本模型采用Nelder － Mead的优化方法，用于非线性方程针对多目标的优化方法，能寻找到全局较小偏差，根据自变量的增加而线性增加计算负荷的大小。由于自变量的变化参数较多，为了避免出现非物理的优化结果，提高优化效率。本模型的优化将分为两个部分。
轴流风机设计点的模型优化
在设计点，风机内部流场状况较好，流动损失小，效率高。因为Koch ＆ Smith的模型考虑了诸多物理因素并被广泛验证了其合理性，不予优化。有3 个参数需要优化:参考冲角、参考落后角和二次流损失。在一维计算时，由于模型中的经验公式是从大量压气机的实验数据中提取出来的，针对某一特定的风机几何尺寸，需要对采用的损失和落后角模型进行校验和标定。标定是根据风机在转速990r/min 时，轴流风机耐高温，轴流风机的安装角不变情况下的实验气动性能曲线。利用优化得到的损失和落后角模型，对安装角分别为+10°、+ 5°、－ 10°、－5°的轴流风机的气动性能进行数值模拟并与实验结果进行对比分析，来验证本模型的准确性和可靠性。因为本风机并未给定相关设计点的参数，轴流风机模型中只能选取设计转速为990r/min 下高效率点为设计点，选取实验的气动性能曲线做为优化对象。
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