軸流風(fēng)扇
關(guān)注創(chuàng)建者：天洑軟件 創(chuàng)建時(shí)間：2023-11-07
軸流風(fēng)扇的視頻教程
Fluent 軸流風(fēng)扇性能曲線CFD分析
?應(yīng)用 Ansys Fluent 進(jìn)行軸流風(fēng)扇的性能曲線CFD計(jì)算。講解了幾何處理，在Workbench下制作網(wǎng)格，并導(dǎo)入到Fluent 進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)分析，繪制出風(fēng)扇特性曲線。
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風(fēng)扇氣動(dòng)噪聲仿真網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)
本場(chǎng)研討會(huì)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(hào)處理。
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基于Fluent的無(wú)人機(jī)用涵道風(fēng)扇性能/P-Q曲線仿真
第二章節(jié)，主要以無(wú)人機(jī)常用的涵道風(fēng)扇為例，進(jìn)行的分析設(shè)置。 由于無(wú)人機(jī)的涵道風(fēng)扇與工業(yè)上經(jīng)常用的軸流風(fēng)扇在分析上并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，故課程重點(diǎn)介紹了兩者在幾何前處理方面不同的內(nèi)容。
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軸流風(fēng)扇的實(shí)例教程
基于AIFan快速設(shè)計(jì)及CAESES的參數(shù)化模型處理，可以得到批量的設(shè)計(jì)模型及其性能參數(shù)，從而可以方便的進(jìn)一步建立風(fēng)扇模型庫(kù)。
基于AIFan軟件及CAESES軟件等結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)軸流風(fēng)扇的快速設(shè)計(jì)及快速性能評(píng)估，風(fēng)扇氣動(dòng)性能自動(dòng)優(yōu)化等功能，并且最終可以打造基于數(shù)據(jù)庫(kù)的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)體系。
目前該軟件已經(jīng)為多家企業(yè)進(jìn)行過(guò)軸流通風(fēng)機(jī)、軸流散熱風(fēng)扇及涵道推進(jìn)風(fēng)扇等設(shè)計(jì)服務(wù)，均取得了較好的效果。
1、概述 研究對(duì)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(chǎng)諧波分析的過(guò)程和結(jié)果。其中帶短導(dǎo)管軸流風(fēng)扇的流場(chǎng)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。
本文目的在于SYSNOISE流體聲學(xué)功能演示和拋磚引玉，并未對(duì)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確程度特別關(guān)注。實(shí)際上本題計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性由FLUENT流場(chǎng)計(jì)算的精度和SYSNOISE聲學(xué)計(jì)算精度共同決定，我們這里只選取了FLUENT計(jì)算初期的部分流場(chǎng)結(jié)果，初始條件擾動(dòng)較大，導(dǎo)致噪聲計(jì)算的結(jié)果可能偏大。共計(jì)算了6~2300Hz之間的噪聲分布，這里只列出部分結(jié)果。
根據(jù)與游斌博士的交流，做了兩種不同網(wǎng)格密度的SYSNOISE模型進(jìn)行驗(yàn)證。一種是嚴(yán)格按照CFD導(dǎo)出網(wǎng)格的密度，直接生成對(duì)應(yīng)的SYSNOISE模型；另一種是按照聲學(xué)分析理論進(jìn)行了網(wǎng)格稀疏化的SYSNOISE模型。對(duì)兩種模型的內(nèi)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果基本完全一致。但是第二種稀疏化模型（有效頻率已經(jīng)達(dá)到8000Hz）的計(jì)算速度大幅度增加。實(shí)際應(yīng)用中建議使用第二種模型。
2、分析流程
圖1 SYSNOISE的流體聲學(xué)分析流程圖
具體的分析流程如下：
A）在FLUENT模型網(wǎng)格基礎(chǔ)上快速生成各種密度的SYSNOISE模型網(wǎng)格。
B）使用FLUENT軟件對(duì)帶短導(dǎo)管軸流風(fēng)扇的流場(chǎng)進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)分析，并在時(shí)域內(nèi)輸出流場(chǎng)的分析結(jié)果。（FLUENT分析模型和輸入數(shù)據(jù)由美的研發(fā)中心游斌博士提供）。
展開 風(fēng)扇噪音是目前行業(yè)內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注的問題，降噪是一個(gè)相當(dāng)龐大而復(fù)雜的內(nèi)容，通過(guò)調(diào)整葉片模型，改善風(fēng)扇內(nèi)的流動(dòng)效果，能夠在一定程度上降低風(fēng)扇的氣動(dòng)噪音。結(jié)合CAESES便捷的參數(shù)化建模功能，能夠?qū)θ~尖傾斜、尾緣鋸齒等結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行方便快速的研究，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇氣動(dòng)性能提升及噪聲降低的目的。
下面對(duì)CAESES參數(shù)化建模在軸流風(fēng)扇降噪研究中的一些應(yīng)用進(jìn)行介紹：
葉尖傾斜
葉尖傾斜能夠減小軸流風(fēng)扇轉(zhuǎn)子與靜子之間的相互作用，從而降低噪音水平。我們可以在CAESES中對(duì)葉片頂端進(jìn)行裁剪，形成傾斜結(jié)構(gòu)，并通過(guò)參數(shù)控制裁剪的形狀及深度等，從而能夠快速生成多種方案模型，并結(jié)合CFD軟件進(jìn)行自動(dòng)化仿真優(yōu)化研究。
軸流風(fēng)扇的葉尖傾斜
尾緣鋸齒
尾緣鋸齒結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑷~片吸力側(cè)和壓力側(cè)的氣流相互混合，通過(guò)改善兩側(cè)氣流的過(guò)渡形式，可以有效減少尾跡損失，繼而實(shí)現(xiàn)效率提高和噪音降低。在CAESES中能夠便捷的通過(guò)參數(shù)對(duì)尾緣鋸齒形狀、位置、深度及數(shù)量等進(jìn)行控制，對(duì)該結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)扇性能的影響進(jìn)行深入研究。
葉片尾緣鋸齒
其他表面特征
CAESES具有強(qiáng)大的功能集成以及開放的feature編輯策略，能夠?qū)崿F(xiàn)各類復(fù)雜結(jié)構(gòu)的參數(shù)化構(gòu)建，方便的實(shí)現(xiàn)工程師優(yōu)化過(guò)程中對(duì)于模型變形的各類需求。
考慮其他復(fù)雜表面特征的參數(shù)化葉片模型
自動(dòng)仿真優(yōu)化
為了找到葉尖傾斜和尾緣鋸齒等結(jié)構(gòu)的最佳參數(shù)，通常需要結(jié)合CFD模擬工具進(jìn)行設(shè)計(jì)探索和形狀優(yōu)化。在這個(gè)過(guò)程中，CAESES和仿真模擬工具連接，能夠全程自動(dòng)化的進(jìn)行網(wǎng)格劃分和仿真分析，CAESES的優(yōu)化策略工具會(huì)驅(qū)動(dòng)葉片的形狀參數(shù)自動(dòng)向著提高葉輪效率和降低噪聲的方向變化。
自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分和CFD分析
性能優(yōu)化
展開 待測(cè)軸流風(fēng)機(jī)安裝在導(dǎo)管內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在風(fēng)扇下游。上游是一個(gè)內(nèi)壁安裝了吸聲材料的風(fēng)箱。風(fēng)箱內(nèi)部安裝了一個(gè)整流裝置確保風(fēng)扇入口的風(fēng)速和湍流強(qiáng)度保持均勻。通過(guò)風(fēng)箱上游的管路內(nèi)的蝶閥和輔助風(fēng)機(jī)來(lái)控制不同的流量。
試驗(yàn)裝置圖
軸流風(fēng)扇尺寸
7個(gè)B&K麥克風(fēng)，間隔30°均勻布置在風(fēng)扇中心上游1米半徑的圓周面上。
噪聲測(cè)點(diǎn)布置
風(fēng)扇性能參數(shù)
軸流風(fēng)扇入口
為了消除測(cè)試過(guò)程的隨機(jī)誤差，信號(hào)處理分別從5~8秒，10~13秒等時(shí)間片段采樣。從7個(gè)麥克風(fēng)位置的總聲壓級(jí)柱狀圖和平均聲壓級(jí)SPL曲線看，各個(gè)時(shí)間段采集的信號(hào)一致性較好。
7個(gè)麥克風(fēng)位置采集的聲譜圖信號(hào)，表明噪聲信號(hào)采樣的一致性。
CFD仿真模型描述
CFD模型包含了風(fēng)扇、風(fēng)箱、導(dǎo)管和安裝支架。導(dǎo)入虛擬麥克風(fēng)的空間坐標(biāo)文件（紅點(diǎn)）。在風(fēng)箱內(nèi)壁面設(shè)置多孔介質(zhì)區(qū)域，模擬聲學(xué)無(wú)反射壁面條件。
展開 空調(diào)作為量大面廣的家用電器之一，除給消費(fèi)者帶來(lái)制冷、制熱性作用以外，空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)噪音直接關(guān)系到消費(fèi)的舒適性，因此，低噪風(fēng)葉正成為軸流風(fēng)葉設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢(shì)。從學(xué)科上來(lái)看，這類風(fēng)葉與工業(yè)用風(fēng)葉相比，一方面在結(jié)構(gòu)配置、設(shè)計(jì)方法和流動(dòng)特性上有著很大不同；另一方面在性能上，雖然風(fēng)壓低但風(fēng)量范圍變化大且氣動(dòng)及聲學(xué)的綜合性能要求高，故這類低壓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)并非易事。特別是在軸流風(fēng)扇形狀對(duì)噪音抑制方面需要進(jìn)行更深入研究。目前，軸流風(fēng)葉的設(shè)計(jì)主要基于實(shí)驗(yàn)和CFD 技術(shù)，隨著CFD 技術(shù)的成熟和普及，CFD 技術(shù)成為空調(diào)風(fēng)葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要手段。本文利用CFD 技術(shù)對(duì)不同風(fēng)葉表面形狀和不同葉片外緣翹曲度的空調(diào)軸流風(fēng)葉方案進(jìn)行仿真分析，然后選擇最優(yōu)方案制作?？?，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，從而驗(yàn)證CFD仿真結(jié)果。
02
計(jì)算模型
本文以某空調(diào)室外機(jī)軸流風(fēng)扇為研究對(duì)象，對(duì)軸流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，提高風(fēng)扇風(fēng)量同時(shí)降低風(fēng)扇氣動(dòng)噪音。風(fēng)扇氣動(dòng)噪音是空調(diào)外機(jī)噪音的一個(gè)主要來(lái)源，目前為了降低風(fēng)葉氣動(dòng)噪音，風(fēng)葉外形在逐步進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，例如風(fēng)葉邊緣做成鋸齒狀，風(fēng)葉端面打孔，葉片增加“蜻蜓痣”等方法，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明仿生設(shè)計(jì)可以降低風(fēng)葉的氣動(dòng)噪音。本文對(duì)風(fēng)葉外形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，研討風(fēng)葉外形與噪音的關(guān)系。
為節(jié)省計(jì)算時(shí)間，CFD 模擬僅對(duì)風(fēng)扇模型進(jìn)行分析，研討風(fēng)扇性能。優(yōu)化前風(fēng)葉幾何參數(shù)如表1所示。
展開 
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軸流風(fēng)扇的最新內(nèi)容
attachment/013fd08036354970b85c65aadd0a6198.png"></figure></figure><p><br></p><p><strong>風(fēng)扇氣動(dòng)噪聲仿真網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)</strong></p><p><br></p><p><strong>10月31日 丨10:00-11:30</strong></p><p>1.基于GPU硬件和LBM算法的氣動(dòng)噪聲分析；</p><p>2.離心/軸流風(fēng)扇噪聲演示模型
wx_fmt=jpeg&from=appmsg"></p><p><strong>逆變器內(nèi)部結(jié)構(gòu)</strong></p><p><br></p><p><strong>5個(gè)軸流冷卻風(fēng)扇</strong></p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/x0yLiaf5fF6zUKZ6L2vjBdwSN85joBDiahFjSEUanU7xdmprdLO1CKr8FokA15SibTVsRUF8Amib6ibKTaC4xFBrPuw
利用“軸流風(fēng)扇”智能元件，可以快速搭建機(jī)柜內(nèi)的散熱風(fēng)扇模型，大幅提高建模效率。
培訓(xùn)目標(biāo)：
?了解CFD仿真流程及規(guī)范：計(jì)算域的建立原則、分析條件設(shè)置、網(wǎng)格劃分原則、模型簡(jiǎn)化原則等CFD解析中常見的規(guī)范性問題；
?能采用scFLOW完成通用流體CFD分析，如模型建立、前處理、計(jì)算過(guò)程、后處理，并完成部分旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型的實(shí)例操作；
?掌握SmartBlabe軸流風(fēng)扇設(shè)計(jì)功能。
服務(wù)器相關(guān)業(yè)務(wù)開展較為順利，公司擁有單相液冷模組、兩相液冷模組、3D-VC 散熱模組、軸流風(fēng)扇及特種散熱器等產(chǎn)品，可滿足不同客戶的不同產(chǎn)品、不同使用環(huán)境場(chǎng)合及不同使用等級(jí)等方面的散熱需求，為 5G 基站
提供的解決方案可以顯著提升均溫范圍及散熱能力。
新能源汽車部分定點(diǎn)項(xiàng)目逐步量產(chǎn)，訂單量同比增長(zhǎng)明顯。
板還可以進(jìn)行以下設(shè)置，選擇到印刷電路板，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊插入印刷電路板，以底部電路板為例，選擇目標(biāo)給到電路板，然后點(diǎn)擊創(chuàng)建編輯選項(xiàng)
進(jìn)入選項(xiàng)后就可以單獨(dú)編輯PCB板的材料參數(shù)包含每個(gè)導(dǎo)電層的覆蓋率
設(shè)置多孔板以及出口的環(huán)境壓力
在完成多孔板的設(shè)置之后，在風(fēng)扇這一欄右鍵點(diǎn)擊插入風(fēng)扇選項(xiàng)，選擇外部出口風(fēng)扇，選擇相關(guān)面，風(fēng)扇類型選擇預(yù)定義-軸流風(fēng)扇
電子散熱模塊的前處理功能具備電子設(shè)備的智能原件模型（包括：立方體、斜面、平面流動(dòng)阻尼、平面（可建孔）、機(jī)箱/薄壁機(jī)箱、熱源、孔、組合體、平面熱源、圓柱體、電路板、軸流風(fēng)扇、棱柱、芯片、平面風(fēng)扇、管道、散熱器、開口流動(dòng)、離心風(fēng)扇、流動(dòng)阻尼、鼓風(fēng)機(jī)、空調(diào)、半導(dǎo)體制冷器、平面區(qū)域、回風(fēng)面、監(jiān)控點(diǎn)、多孔板、出風(fēng)面、體積區(qū)域、雙熱阻封裝模型、熱網(wǎng)絡(luò)模型），能夠快速準(zhǔn)確地完成各種電子散熱場(chǎng)景的建模。
1）案例描述
本案例分析的是某軸流風(fēng)扇
為此，本文為儲(chǔ)能電池包設(shè)計(jì)了一套強(qiáng)制風(fēng)冷散熱系統(tǒng)，即通過(guò)安裝軸流風(fēng)扇的方式來(lái)增加擾動(dòng)，加快電池組的散熱。根據(jù)電池包的組成結(jié)構(gòu)，處于中間位置的電池模組溫度要比處于邊緣位置的高，因此選擇在電池包底部中心位置安裝軸流風(fēng)扇，頂部設(shè)通風(fēng)孔，其余為壁面，散熱系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。
“芯片雙熱阻封裝的簡(jiǎn)單強(qiáng)制對(duì)流換熱問題”仿真分析
1、模擬條件
本算例中建立了包括 1 個(gè)機(jī)箱、1 個(gè) PCB 板、1 個(gè)雙熱阻封裝、1 個(gè)軸流風(fēng)扇、1 個(gè)散熱器的簡(jiǎn)單強(qiáng)迫對(duì)流換熱模型，目的在于雙熱阻封裝模塊的應(yīng)用，便于熟悉雙熱阻封裝模塊的設(shè)置。穩(wěn)態(tài)計(jì)算，不考慮輻射。軸流風(fēng)扇固定流量為 2CFM，垂直出風(fēng)。
