Er mwyn mynd i'r afael â'r gwrth-ddweud rhwng pwysedd aer isel mewn gwyntyllau cyflyrydd aer a'r angen am lif aer uchel a sŵn isel, dewisodd yr astudiaeth hon brototeip o ffan llif echelinol perfformiad uchel ar gyfer aerdymheru fel model ymchwil cymharol ar gyfer dylunio cefn ysgubol. Mae strwythur sylfaenol y prototeip yn cynnwys: diamedr allanol impeller 409 mm, diamedr impeller 120 mm, cymhareb impeller i {6} 0.29, 4 llafn, cyfradd llif 2220 m³/h, pwysedd statig 20 Pa, a chyflymder cylchdro 880 r/mun. Mae'r dyluniad ffan newydd yn blaenoriaethu sicrhau cyfradd llif digonol tra'n canolbwyntio ar wella dosbarthiad llif aer mewnol i leihau sŵn.
Mae dyluniad y gefnogwr newydd yn seiliedig ar ymchwil deinameg hylif blaenorol a dulliau dylunio lled-ddimensiwn sy'n bodoli eisoes. Mae'n defnyddio -technoleg ysgubo blaengar a dull cyplu CFD/CAD. Amcangyfrifir nodweddion strwythurol impeller prototeip nodweddiadol gan ddefnyddio CAD, a gwneir cyfrifiadau CFD tri dimensiwn llawn gan ddefnyddio meddalwedd masnachol FLUENT i archwilio ei nodweddion llif allanol a mewnol. Yna caiff y canlyniadau hyn eu cymharu a'u dadansoddi gyda chanlyniadau arbrofol. Perfformir dyluniad impeller lled-tri-dimensiwn rhagarweiniol gan ddefnyddio dulliau confensiynol, a chynhelir cyfrifiadau CFD i archwilio ei nodweddion llif allanol a mewnol. Mae canlyniadau CAD/CFD y gefnogwr prototeip a'r ffan newydd yn cael eu cymharu a'u dadansoddi, ac mae paramedrau perthnasol yn y dyluniad cychwynnol yn cael eu haddasu i gyflawni cynllun aerodynamig gwell. Defnyddir CFD i ragfynegi perfformiad y gefnogwr wedi'i addasu, ac mae paramedrau perthnasol yn cael eu haddasu ymhellach yn seiliedig ar y canlyniadau cyfrifo i wneud y gorau o'r gefnogwr ymhellach.
Yn ogystal, mae paramedrau megis hyd cord llafn, ongl gosod llafn, ongl camber airfoil, a chrymedd canol airfoil hefyd yn cael eu hystyried yn y dyluniad. Perfformir gwerthoedd optimaidd a pharu rhesymol rhwng y paramedrau hyn i wella perfformiad aerodynamig ac acwstig y gefnogwr.
Gan ystyried y ffactorau uchod, mae strwythur sylfaenol y gefnogwr newydd a ddyluniwyd fel a ganlyn: diamedr allanol y gefnogwr 408 mm, diamedr y impeller 100 mm, cymhareb impeller i {3} 0.245, nifer llafnau 4, hyd blaen llafn / cord gwraidd 276/80 mm, ongl blygu ymlaen 44 gradd, ongl ysgubo ymlaen.
Perfformiwyd efelychiadau rhifiadol ar y gefnogwr prototeip a'r gefnogwr newydd o fewn yr un uned awyr agored. Cafodd yr uned wirioneddol ei symleiddio'n strwythurol yn ystod y cyfrifiadau, gan esgeuluso dylanwad y cyfnewidydd gwres, gril allfa, modur, a'i gefnogaeth, ond gan ystyried cymeriant aer ochr.
Defnyddiwyd y dull cyfaint cyfyngedig i ddifri ar yr hafaliadau rheoli, a datryswyd maes llif cyson tri dimensiwn yr uned awyr agored gyfan gan ddefnyddio datrysiad ymhlyg ar wahân. Dewiswyd model cynnwrf Spalart-Allmars ar gyfer y cyfrifiadau, gydag ail-gynllun gwahaniaeth archeb i fyny'r gwynt ar gyfer y term darfudiad a'r algorithm safonol SIM PLE ar gyfer cyplydd tymheredd pwysau-.
Oherwydd cymhlethdod y system ffan, defnyddiodd y parth cyfrifiannol cyfan rwyll distrwythur, gyda chyfanswm maint rhwyll o 110 x 10⁴. Diffiniwyd y rhanbarth sy'n cynnwys y impeller fel y rhanbarth cylchdroi ac roedd ganddo faint rhwyll mwy. Defnyddir amodau terfyn pwysau ar gyfer y fewnfa a'r allfa, gydag amodau atmosfferig yn y fewnfa a phwysau cefn gwahanol yn yr allfa. Ystyrir bod y cyfrifiad yn gydgyfeiriol pan fo'r gwerth gweddilliol yn llai nag 1 x 10⁻³.
