适用对象：HVLS 大型工业吊扇、轴流风机、离心风机；基于 RANS、k‑ω SST 湍流模型，MRF 多重参考系最常用。
核心原则：边界条件不是软件默认参数，要和真实工况、试验台条件对齐；仿真和实物偏差大，80% 问题出在边界条件、简化假设、旋转域设置。
下面分：旋转域设置、进出口边界、壁面条件、湍流参数、介质物性、系统级厂房仿真边界、常见错误、对标校验要点。
一、旋转域设置（叶轮 / 扇叶核心设置）
两种主流算法：MRF（多重参考系，稳态，迭代快，产品迭代首选）、滑移网格（瞬态，精度高，计算量大，多用于噪声、叶尖涡精细分析）
MRF（稳态，绝大多数研发用）
创建旋转域包裹叶轮 / 扇叶，旋转域要留足够间隙，不能紧贴扇叶表面；旋转域与静止域之间设置 interface 交界面。
旋转域角速度：填入风扇实际转速 [rad/s]，不是 rpm； \(\omega=\frac{2\pi\cdot n}{60}\) 例：HVLS 风扇 n=60rpm → ω=6.28 rad/s
轮毂、扇叶叶片放在旋转域内；电机外壳、支架、护网、集流器属于静止域。
⚠️常见错误：把支架、护网划入旋转域；旋转域尺寸过小，流动被挤压失真。
滑移网格（瞬态）：不需要设置角速度，给定运动；用于叶尖涡、噪声分析，计算时间很长，不适合大量方案迭代。
二、进出口边界条件
两种场景完全不一样：①对标 GB/T1236 风道试验台；②风扇在厂房自由空间吹风（HVLS 吊扇）。
场景 A：对标 GB/T1236 风道性能台架（用来算风量‑静压曲线，对标样机测试）
目标：复现测试台条件，得到 P‑Q 曲线。
入口边界（inlet）
若风道进气侧空间足够：
pressure‑inlet，总压 = 0 Pa（相对大气压）；湍流强度 3‑5%，水力直径按风道截面。
不要随便用 velocity‑inlet，风机风量是求解结果，不能把风量设为入口速度。
出口边界（outlet）两种用法：
需要模拟管网阻力变化、扫描 P‑Q 全曲线：出口设置
pressure‑outlet，给定出口静压，修改静压值，得到不同工作点的风量；注意：不要直接用 flow‑rate 出口做全工况扫描，不方便扫曲线。
实操流程：修改出口静压，得到一组【静压‑风量‑效率】，绘制风机性能曲线，和实测 GB/T1236 曲线对标。
场景 B：HVLS 大吊扇，厂房自由空间仿真
很多人这里做错，直接设置进出口，结果流场完全失真。 HVLS 吊扇是向巨大开放空间吹风，不能设置真实物理出口，需要远场边界。
建立足够大的计算域：风扇四周留出 5‑10 倍扇叶直径的空间，上下留出足够距离，模拟无限大空间。
外围全部使用
pressure‑inlet‑outlet（远场边界，相对压力 0 Pa）；不要在风扇下游画一个 “出口面” 强制流出，会人为约束气流，风速虚高。
环境温度按厂房实际温度输入（25‑45℃）。
三、壁面边界条件
固体壁面：扇叶、轮毂、电机壳体、支架、护网、风道壁，全部设置为无滑移壁面 (no‑slip wall)。
旋转域内部扇叶壁面：设置为moving wall，相对旋转域运动 = 0（MRF 模式下，叶片跟随旋转域，壁面相对旋转域静止）。
常见错误：MRF 下又给扇叶额外设置旋转壁面，双重旋转，结果完全错误。
粗糙度设置：
金属光滑扇叶：粗糙度高度 0.02‑0.05 mm；
喷涂、粗糙铸件：0.1‑0.3 mm；
不要默认 0，粗糙壁面会改变边界层分离，影响效率与噪声预测。
厂房地面、墙体：no‑slip 壁面；如果只关心气流组织，也可以用滑移壁面简化，但要注意近地面风速会失真。
四、湍流模型与湍流边界参数
风机叶轮流动，工程标准选择 k‑ω SST，不建议用标准 k‑ε，叶轮分离流预测差。
入口湍流参数设置
两种输入方式：
湍流强度 I + 水力直径 Dh（最常用） \(I=0.16\cdot(Re)^{-1/8}\)
风道入口：I=3%~5%；
厂房远场大气：I=8%‑12%（厂房内有设备扰动，湍流更高，不要用很低的 3%）。
不要直接使用软件默认的 k、ω，必须换算输入。 \(k=\frac{3}{2}(U\cdot I)^2,\quad \omega=\frac{\sqrt{k}}{0.07\cdot D_h}\)
重点：厂房仿真，远场湍流强度要调高；如果用 3%，模拟出来气流过于平顺，和现场真实厂房差距很大。
五、介质物性
工业风扇不是常温 20℃，厂房经常高温。
普通厂房：25℃，空气密度 1.185 kg/m³；
冶金高温厂房：45‑60℃，密度下降，直接影响风机压力计算。
一定要按实际温度设置空气密度、粘度，不要一直用 20℃默认空气。
含粉尘工况：一般不做颗粒两相仿真做方案迭代；只在专项评估时开启 DPM 离散相；常规气动仿真只用单相空气。
六、收敛判定标准
残差：连续性、动量、k、ω 降到 1e‑4 以下；
监测物理量监控（更重要）：监控风机进出口压差、风量、叶轮扭矩；这些值波动小于 1‑2%，不再漂移，才算收敛。
只看残差达标，风量扭矩还在大幅震荡，结果无效。
七、两套完整边界条件模板
模板 1：轴流风机风道仿真
湍流模型：k‑ω SST
旋转域：MRF，转速换算 rad/s；扇叶在旋转域；interface 交界面
Inlet：pressure‑inlet，相对总压 0Pa；I=4%，Dh = 风道直径
Outlet：pressure‑outlet，给定静压（改变静压扫 P‑Q 曲线）
所有固体部件 no‑slip wall，设置合理粗糙度
介质：空气，按测试温度设置密度粘度
监测：风量、叶轮扭矩、进出口压差，波动 < 2% 判定收敛
模板 2：HVLS 大吊扇厂房自由空间仿真
湍流模型：k‑ω SST
旋转域 MRF，输入风扇实际角速度；扇叶划入旋转域；电机、支架静止域
计算域外边界全部：pressure‑inlet‑outlet，相对压力 0Pa；湍流强度 I=10%
地面、墙体：no‑slip wall
介质空气按厂房温度；
监测：扇叶扭矩、风扇下游多个位置风速；稳定波动 < 2% 收敛。
八、高频踩坑清单
MRF 旋转域里面，扇叶壁面额外设置旋转运动 → 双重旋转，结果完全错误。
自由空间 HVLS 仿真，下游强制设置 outlet 出口，人为约束气流，风速虚高。
厂房仿真湍流强度用 3%，仿真气流过于理想，和真实厂房偏差巨大。
风量设置为 velocity‑inlet 入口边界；风机风量是求解输出，不能给定。
忽略温度，一直使用 20℃空气物性，高温厂房压力计算失真。
只看残差收敛，不监控风量、扭矩物理量，假收敛。
模型删掉电机、支架，边界条件再正确，仿真也脱离实物。
九、仿真‑试验对标校准步骤
使用与试验台完全一致的边界条件做 CFD；
对比：不同工作点的风量、静压、效率；
如果偏差 > 5‑8%：依次排查：网格质量→旋转域设置→边界条件→壁面粗糙度；
修正仿真模板，后续同系列产品直接复用这套边界设置。
