冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)性能仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-09
冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)性能仿真的視頻教程
基于icem+fluent涵道風(fēng)扇離心風(fēng)扇氣動(dòng)仿真
本課程從catia模型處理，到icem網(wǎng)格劃分，再到fluent設(shè)置和結(jié)果后處理，詳細(xì)介紹涵道風(fēng)扇的仿真過程（MRF方法），可以準(zhǔn)確的得到指定轉(zhuǎn)速下，涵道風(fēng)扇的拉力、扭矩、功率、力效、拉力占比等參數(shù)以及相關(guān)的壓力速度云圖、矢量圖，流線圖等！ 同時(shí)涵道風(fēng)扇與軸流風(fēng)機(jī)基本類似，本視頻包括P-Q曲線的設(shè)置計(jì)算和輸出！
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基于Fluent的離心風(fēng)扇及風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲FWH仿真分析
本視頻教程主要是講解離心風(fēng)機(jī)/風(fēng)扇的氣動(dòng)噪聲仿真分析，通過fluent的FWH模塊來仿真氣動(dòng)噪聲，Spaceclaim進(jìn)行幾何模型的前處理及修復(fù)，流體域和旋轉(zhuǎn)域的建立，然后通過fluent meshing進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格劃分，對網(wǎng)格質(zhì)量進(jìn)行改善，再通過fluent進(jìn)行求解設(shè)置和穩(wěn)態(tài)計(jì)算，再開啟瞬態(tài)計(jì)算，開啟聲學(xué)模塊采用FWH做氣動(dòng)噪聲仿真分析，最后進(jìn)行后處理；本課程會提供源文件模型3D及幾何處理好的模型文件
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風(fēng)扇氣動(dòng)噪聲仿真網(wǎng)絡(luò)研討會
本場研討會將為您介紹： 1.基于GPU硬件和LBM算法的氣動(dòng)噪聲分析； 2.離心/軸流風(fēng)扇噪聲演示模型； 3.噪聲信號處理。
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冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)性能仿真的實(shí)例教程
摘要：以某新能源汽車的7葉片的冷卻風(fēng)扇為研究模型，通過STAR CCM+軟件中Realizable k-ε湍流模型對其進(jìn)行定常三維數(shù)值計(jì)算.首先進(jìn)行了網(wǎng)格數(shù)量的無關(guān)性驗(yàn)證；然后通過試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算模型的準(zhǔn)確性，并對冷卻風(fēng)扇內(nèi)部流場壓力與速度分布進(jìn)行了分析；最后分析了葉片個(gè)數(shù)參數(shù)對冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)性能的影響.結(jié)果表明：相同轉(zhuǎn)速的工況下，當(dāng)冷卻風(fēng)扇靜壓相同時(shí)，隨著葉片個(gè)數(shù)增多，其產(chǎn)生的流量越大.在冷卻風(fēng)扇的靜壓效率方面，在風(fēng)扇靜壓170-200 Pa左右時(shí)，9葉片風(fēng)扇靜壓效率最高.在其他靜壓區(qū)間，當(dāng)葉片數(shù)為7、8時(shí)，風(fēng)扇靜壓效率要高于9葉片風(fēng)扇.研究可以為新能源汽車冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)性能優(yōu)化提供依據(jù).
近些年新能源汽車在中國發(fā)展迅速，新能源汽車的電子冷卻風(fēng)扇是整車熱管理重要組成部分，電子冷卻風(fēng)扇的設(shè)計(jì)要滿足電驅(qū)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)的冷卻需求；同時(shí)，電子冷卻風(fēng)扇也會對新能源汽車的NVH性能影響很大.因此，設(shè)計(jì)出冷卻性能好與低噪音的電子冷卻風(fēng)扇是至關(guān)重要的.CFD仿真分析技術(shù)的出現(xiàn)可以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，同時(shí)降低開發(fā)成本，更可以從機(jī)理上研究冷卻風(fēng)扇的流動(dòng)細(xì)節(jié)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到冷卻風(fēng)扇的開發(fā)中.當(dāng)前對冷卻風(fēng)扇的研究主要集中在輪轂比、葉片個(gè)數(shù)、葉頂間隙、葉片安裝角與葉片形狀等方面對冷卻風(fēng)扇性能的影響.
展開 引言
純電動(dòng)汽車的不斷普及，在消除了內(nèi)燃機(jī)噪聲的同時(shí)，使得冷卻風(fēng)扇的氣動(dòng)噪聲問題受到更大的重視。并且，在具體的冷卻模塊設(shè)計(jì)中，為了滿足特定的通風(fēng)量要求，或者為了將雙風(fēng)扇合并為單風(fēng)扇，往往涉及到風(fēng)扇直徑的增大。但是，冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)噪聲值和風(fēng)扇直徑之間存在著重要的關(guān)系[1]，大直徑的風(fēng)扇意味著更大的氣動(dòng)噪聲。
另一方面，近代仿生學(xué)研究表明，將如圖1所示的鳥類翅膀的宏觀非光滑外形，應(yīng)用于機(jī)翼及風(fēng)扇葉片等氣動(dòng)機(jī)械造型中，有利于降低其氣動(dòng)噪聲值[2-3]。所以，將仿生學(xué)成果應(yīng)用于電動(dòng)汽車冷卻風(fēng)扇，進(jìn)行風(fēng)圖 1 鳥類翅膀非光滑形態(tài)示意圖扇氣動(dòng)噪聲的優(yōu)化，或者在風(fēng)扇直徑增大時(shí)降低其氣動(dòng)噪聲，無論是在理論研究和工程實(shí)際之中都具有重要的意義。
本文以 CFD（Computational Fluid Dynamics）理論為基礎(chǔ)，以商用CFD軟件star CCM?為主要研究工具，建立了軸流風(fēng)扇氣動(dòng)噪聲計(jì)算方法。并應(yīng)用該方法對小直徑普通風(fēng)扇和大直徑仿生風(fēng)扇的氣動(dòng)噪聲值進(jìn)行了計(jì)算，而且對仿生葉片風(fēng)扇的降噪機(jī)理進(jìn)行了深入的研究。
1. 風(fēng)扇氣動(dòng)噪聲計(jì)算方法
1.1 計(jì)算幾何模型及網(wǎng)格
研究顯示，軸流風(fēng)扇的噪聲源包括干涉噪聲和自噪聲兩部分[4]。其中，干涉噪聲是指旋轉(zhuǎn)葉片與固定部件之間的流體干涉，以及風(fēng)扇上游部件導(dǎo)致的進(jìn)口湍流產(chǎn)生的噪聲；自噪聲的主要噪聲源為風(fēng)扇葉片的氣流分離、尾渦脫落和葉尖窩等。
針對乘用車冷卻風(fēng)扇而言，如圖2所示，風(fēng)扇由輪轂、葉片、和葉圈組成，葉圈與葉片固連在一起共同運(yùn)動(dòng)。風(fēng)扇外部有風(fēng)扇框架，風(fēng)扇框架上與葉圈相對應(yīng)的部分為護(hù)風(fēng)圈。另外在散熱器風(fēng)扇上游存在發(fā)動(dòng)機(jī)艙入口格柵、散熱器、冷凝器等部件，風(fēng)扇下游還有動(dòng)力總成及其附件等結(jié)構(gòu)。所有這些結(jié)構(gòu)，都會對散熱器風(fēng)扇的氣動(dòng)噪聲值產(chǎn)生不同程度的影響。
展開 數(shù)值計(jì)算
首先進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)CFD仿真進(jìn)行。計(jì)算域由靜止場和包圍風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)域組成，如下圖1所示。該模型捕捉了所有細(xì)節(jié)，例如風(fēng)扇孔口、風(fēng)扇護(hù)罩、線圈和百葉窗。在本研究中，線圈被建模為多孔區(qū)域，并應(yīng)用滑動(dòng)網(wǎng)格方法來計(jì)算Actran氣動(dòng)聲學(xué)模擬所需的非定常CFD結(jié)果。旋轉(zhuǎn)域（風(fēng)扇）的旋轉(zhuǎn)頻率為1118RPM。例子中的時(shí)間步長為0.0005s。此次模擬，0.8秒的總時(shí)間確保所求最小頻率遠(yuǎn)小于37.2Hz（葉片通過頻率）。
圖1：旋轉(zhuǎn)域包圍風(fēng)扇葉片，靜止域包含流動(dòng)障礙物和多孔線圈
Lighthill聲類比有兩種源的計(jì)算方式，分別是在域的整個(gè)體積上和在源的表面上執(zhí)行源的計(jì)算。如果采用前一種方法，源計(jì)算需要整個(gè)域上的CFD信息，但在后一種方法中，我們只需要在單個(gè)表面而不是體積上讀取速度信息（以及不可壓縮模擬情況下的密度），從文件管理的角度來看，這是一個(gè)很大的優(yōu)勢。本研究中風(fēng)扇作為唯一的主要聲源，為了加速CFD模擬僅導(dǎo)出包圍風(fēng)扇的表面，即轉(zhuǎn)子-定子界面靜態(tài)側(cè)的CFD數(shù)據(jù)。CFD求解器采用480個(gè)核心的仿真時(shí)間接近40小時(shí)。
展開 01
前言
風(fēng)扇/風(fēng)機(jī)作為一種通用的流體機(jī)械，其廣泛應(yīng)用于家電、軍工、車輛等領(lǐng)域。
風(fēng)扇在運(yùn)轉(zhuǎn)中，旋轉(zhuǎn)的葉片與周圍的流場以及靜止部件（蝸殼、格柵等）都存在相對運(yùn)動(dòng)，其流場表現(xiàn)出明顯的非定常特性。這種非定常特性不但影響風(fēng)扇的氣動(dòng)性能，也會產(chǎn)生明顯的氣動(dòng)/流致噪聲。
隨著近些年來國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對居住、辦公、駕乘等環(huán)境的舒適度要求越來越高。風(fēng)扇的氣動(dòng)/流致噪聲，在家用空調(diào)的內(nèi)外掛機(jī)、空氣凈化器、吸塵器、吸油煙機(jī)、汽車空調(diào)等的噪聲中均占據(jù)了主要的組成部分。
各相關(guān)企業(yè)的研發(fā)人員，對于研究、預(yù)測、降低風(fēng)扇的氣動(dòng)/流致噪聲可謂傷透了腦筋。某國外家電大牌的吸塵器等產(chǎn)品動(dòng)輒大幾千元，其主打的產(chǎn)品特點(diǎn)就是“靜音”。
對于風(fēng)扇氣動(dòng)/流致噪聲的預(yù)測，或者說在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用氣動(dòng)/流致噪聲的仿真分析，一直都存在痛點(diǎn)/難點(diǎn)。
展開 3.3 真實(shí)聲場模型（內(nèi)外耦合）的計(jì)算結(jié)果
最后，利用稀疏化的網(wǎng)格模型建立了真實(shí)的軸流風(fēng)扇內(nèi)外聲場耦合模型，進(jìn)行完整的軸流風(fēng)扇噪聲輻射模擬分析。下面列出的是SYSNOISE進(jìn)行內(nèi)外部聲場分布計(jì)算的結(jié)果（左列—內(nèi)聲場；右列—外聲場)
圖5 真實(shí)內(nèi)外聲場耦合模型的計(jì)算結(jié)果
4、結(jié)論與建議
從計(jì)算結(jié)果看到，氣動(dòng)噪聲的聲源主要來自風(fēng)扇迎風(fēng)面的中上部、以及對應(yīng)的管路壁面部位。內(nèi)部聲場的氣動(dòng)噪聲主要分布在出風(fēng)側(cè)，幅值較高。而外部聲場的氣動(dòng)噪聲主要分布在風(fēng)扇平面內(nèi)，而不在風(fēng)扇的流場方向上。本結(jié)論與航空領(lǐng)域的螺旋槳平面噪聲現(xiàn)象比較一致。
根據(jù)上面的分析對比過程，SYSNOISE可以非常方便地解決這類流體聲學(xué)分析問題，高效準(zhǔn)確地得到氣動(dòng)聲學(xué)的內(nèi)外聲場分布。關(guān)鍵的是，SYSYNOISE的流體聲學(xué)功能可以直接與其久經(jīng)考驗(yàn)并得到公認(rèn)的振動(dòng)聲學(xué)分析模塊無縫集成和耦合起來，解決更加復(fù)雜的流體聲學(xué)問題：包括聲學(xué)有限元/無限元及其耦合；直接/間接聲學(xué)邊界元及其耦合；流體與結(jié)構(gòu)的聲振耦合；吸聲材料模型；快速ATV及其優(yōu)化技術(shù)；以及貢獻(xiàn)量分析和大規(guī)模問題的并行計(jì)算技術(shù)等等。
本文來源：http://www.51gcs.com/info/17569
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風(fēng)扇的氣動(dòng)噪聲
在工業(yè)設(shè)備行業(yè)，最大噪音值受法規(guī)限制。在很多使用風(fēng)扇冷卻的設(shè)備上
摘 要：
為了改善某商用車動(dòng)力電池組的散熱能力，降低電池組冷卻系統(tǒng)的能耗，提出了一種并聯(lián)非等長直流道的液冷板結(jié)構(gòu)。以方形鋰離子電池組為研究對象，建立液冷式鋰離子電池組冷卻系統(tǒng)的仿真模型，對液冷板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：該液冷板在滿足電池組散熱能力的同時(shí)能夠較好地控制液冷板壓降；結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的液冷板流動(dòng)阻力最大降低
引言
純電動(dòng)汽車的不斷普及，在消除了內(nèi)燃機(jī)噪聲的同時(shí)，使得冷卻風(fēng)扇的氣動(dòng)噪聲問題受到更大的重視。并且，在具體的冷卻模塊設(shè)計(jì)中，為了滿足特定的通風(fēng)量要求，或者為了將雙風(fēng)扇合并為單風(fēng)扇，往往涉及到風(fēng)扇直徑的增大。但是，冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)噪聲值和風(fēng)扇直徑之間存在著重要的關(guān)系[1]，大直徑的風(fēng)扇意味著更大的氣動(dòng)噪聲。
另一方面，近代仿生學(xué)研究表明，將如圖1所示的鳥類翅膀的宏觀非光滑外形，應(yīng)用于機(jī)翼及風(fēng)扇葉片等氣動(dòng)機(jī)械造型中
摘要：以某新能源汽車的7葉片的冷卻風(fēng)扇為研究模型，通過STAR CCM+軟件中Realizable k-ε湍流模型對其進(jìn)行定常三維數(shù)值計(jì)算.首先進(jìn)行了網(wǎng)格數(shù)量的無關(guān)性驗(yàn)證；然后通過試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算模型的準(zhǔn)確性，并對冷卻風(fēng)扇內(nèi)部流場壓力與速度分布進(jìn)行了分析；最后分析了葉片個(gè)數(shù)參數(shù)對冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)性能的影響.結(jié)果表明：相同轉(zhuǎn)速的工況下，當(dāng)冷卻風(fēng)扇靜壓相同時(shí)，隨著葉片個(gè)數(shù)增多，其產(chǎn)生的流量越大
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柴油發(fā)動(dòng)機(jī) DE-8
大發(fā)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)DE-18不僅符合IMO2次規(guī)范，還考慮了將來對廢氣規(guī)制進(jìn)一步強(qiáng)化的趨勢，具有節(jié)能
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柴油發(fā)動(dòng)機(jī) DE-8
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大發(fā)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)DE-18不僅符合IMO2次規(guī)范，還考慮了將來對廢氣規(guī)制進(jìn)一步強(qiáng)化的趨勢，具有節(jié)能，維修成本低等特點(diǎn)，是下一代綠色柴油機(jī)
1、概述 研究對象是帶短導(dǎo)管軸流風(fēng)扇的氣動(dòng)噪聲分析問題。這里主要介紹使用LMS公司著名聲學(xué)軟件SYSNOISE的流體聲學(xué)模塊生成氣動(dòng)噪聲聲源，然后使用SYSNOISE強(qiáng)大的聲學(xué)邊界元（Acoustic BEM）功能進(jìn)行整個(gè)聲場諧波分析的過程和結(jié)果。其中帶短導(dǎo)管軸流風(fēng)扇的流場分析使用FLUENT軟件，分析模型和輸入數(shù)據(jù)由美的研發(fā)中心的游斌博士提供。SYSNOISE模型的網(wǎng)格在FLUENT模型網(wǎng)格的基礎(chǔ)上快速生成得到
