28042

شبيه سازي عددي صوت منتشر شده از فن محوري با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي و آنولوژي آيروآكوستيكي

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا- جلو برندگي (پيشرانش)

1398

1401/3/28

زينب پورانصاري

مهندسي مكانيك

فن هاي خنك كننده موتور مدتهاست كه به عنوان يكي از منابع اصلي سر و صداي يك وسيله نقليه شناخته مي شوند. از آنجا كه موتور و ساير قطعات خودرو كم صدا تر شده اند ، نياز به كاهش سر و صداي فن بيشتر و ضروري تر مي شود. براي كاهش نويز فن به شيوه اي مقرون به صرفه ، لازم است مؤلفه كاهش نويز را در مرحله اوليه طراحي قرار دهيم . پيشبيني صداي توليد شده از جريان سيال علي رغم دشوار بودن ، ميتواند به كمك تكنيك هاي عددي مدرن و ديناميك سيالات محاسباتي شبيه سازي گردد. بررسي عددي نويز آيروديناميكي فن خنك كننده خودرو بر اساس روش تركيبي ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) / آيروآكوستيك محاسباتي (CAA) انجام شده است. در ابتدا يك شبيه سازي آيروديناميكي درحالت پايا ايجاد مي شود و سپس از Detached Eddy Simulation (DES) براي گرفتن داده هاي فشار ناپايدار روي سطح فن استفاده مي شود. در بخش آيروديناميكي توزيع فشار روي سطح پره هاي فن و در بخش آيروآكوستيكي ميزان سروصداي توليد شده از چرخش فن مورد بررسي قرار گرفته است.شبكه مورداستفاده در اطراف فن به صورت پلي هدرال بوده كه توسط نرم افزار استار سي سي ام به نحوي ايجاد شده است كه داراي المانهايي كم و از طرفي داراي جوابهاي بسيار خوبي است. اعتبارسنجي بخش آيروديناميكي با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شده است. براي حل از دستگاه مرجع چرخان استفاده شده است و از مدل آشفتگي ω - 𝑘 در دو حالت پايا براي بخش آيروديناميكي و ناپايا در بخش آيروآكوستيكي بهره گرفته شده است. همچنين براي قسمت آيروآكوستيك نيز از مدل فوكس ويليامز- هاوكينگز براي بدست آوردن تراز فشار صوت در يك نقطه دلخواه از جريان و همچنين از مدل منابع نويز پهناي باند براي بدست آوردن تراز قدرت صوت بر روي سطح پره استفاده شده است.

1401/12/27

Numerical simulation of sound emitted from a axial fan using computational fluid dynamics and aeroacoustic anology

6/18/2023 12:00:00 AM

Engine cooling fans have long been recognized as one of the major noise sources in a vehicle. As the engine and other vehicle components are made quieter, the need to reduce fan noise has become more and more urgent. To reduce fan noise in a cost-effective manner, it is necessary to incorporate the component of noise reduction into an early design stage. Prediction of sound generated from fluid flow, despite its difficulty, can be simulated using modern numerical techniques and computational fluid dynamics. Numerical investigation of aerodynamic noise of car cooling fan module has been performed based on the combined method of computational fluid dynamics (CFD) / computational aerostatic (CAA).First, a steady-state aerodynamic simulation is created, and then the Detached Eddy Simulation (DES) is used to capture unsteady pressure data on the fan surface. In the aerodynamic section, the distribution of pressure on the surface of the fan blades and in the aeroacoustic section, the amount of noise produced by the fan rotation is investigated. The grid used in this project is polyhedral, which has been created by Star CCM software in such a way that it has few elements and on the other hand, it has very good answers. The validation of the aerodynamic section is compared with the experimental results. A rotating reference frame has been used to solve and the k -ω turbulence model has been used in two steady modes for the aerodynamic part and unsteady in the aeroacoustic part. Also for the aeroacoustic part, the Williams-Hawking model is used to obtain the sound pressure level at a desired point in the flow, and also the broadband noise sources model is used to obtain the sound power level on the blade surface.

ماژول فن خنك كننده , صداي آيروديناميكي , سي اف دي , سي اي اي

Cooling fan module , aerodynamic noise , CFD , caa

Mohammad reza Kargar

Dr. Zeinab Poor Ansari