CN108167229A - 一种叶片前缘凸起的冷却风扇及其气动噪声计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叶片前缘凸起的冷却风扇，包括轮毂、轴向半径不变的外环和若干叶片，所述叶片沿着轮毂的圆周方向均匀分布，所述外环与轮毂同轴设置且通过与各个叶片的顶部连为一体，所述各叶片的前缘即内凹弧线设有波浪形叶片前缘凸起，所述叶片的一侧面根部与轮毂之间布置有一根导向筋，所述导向筋的一端与轮毂相连，另一端穿过该叶片的后缘弧线的根部朝着相邻叶片的后缘弧线外边的中部延伸。本发明还提供一种叶片前缘凸起的冷却风扇的气动噪声计算方法。本发明的叶片前缘凸起的冷却风扇结构简单，可以减小阻力并增加升力，改善气体流动从而降低噪声，计算方法有效的保证了结果的精确性，具有缩短开发周期，提高仿真效率，降低成本的特点。
Description
技术领域
本发明涉及发动机冷却***技术领域，特别涉及一种叶片前缘凸起的冷却风扇及其气动噪声计算方法。
背景技术
轴流风扇作为汽车发动机冷却***的重要组成部分，对其冷却性能和声学性能的要求也越来越苛刻。轴流风扇所带来的噪声不仅会降低风扇效率，也会影响人们在使用过程中的舒适性和身心健康。因此噪声也逐渐成为了衡量风扇性能的一个重要指标。
降低风扇噪声，可以从优化风扇的结构入手，开发性能更为优异的冷却风扇，这是提升风扇散热效果的主要途径，包括有改变叶片个数、改进叶片形状及截面、使叶片不等距分布及叶片穿孔等结构改进措施。
传统的噪声计算方法，需要通过在半消声室中进行大量实验获得数据，研究的周期长，投入的成本也比较高，近年来，随着计算机技术及数值计算方法的发展，CFD技术开始被人们引入风扇的设计开发工作中来，其仿真精度高，效率高，因此通过数值方法进行风扇气动噪声的研究具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种叶片前缘凸起的低噪声冷却风扇，并提供其气动噪声的模拟计算方法，特别是对叶片前缘凸起的冷却风扇的噪音计算。该种风扇可以减小阻力并增加升力，改善气体流动从而降低噪声。该方法有利于实现汽车冷却风扇周围流体流动过程中噪声计算的仿真参数化，提高开发效率，节省试验成本。
为达到上述目的，本发明一方面采用如下技术方案实现：
一种叶片前缘凸起的冷却风扇，包括轮毂、轴向半径不变的外环和若干叶片，所述叶片沿着轮毂的圆周方向均匀分布，所述外环与轮毂同轴设置且通过与各个叶片的顶部连为一体，所述各叶片的前缘即内凹弧线设有波浪形叶片前缘凸起，所述叶片的一侧面根部与轮毂之间布置有一根导向筋，所述导向筋的一端与轮毂相连，另一端穿过该叶片的后缘弧线的根部朝着相邻叶片的后缘弧线外边的中部延伸。
进一步地，所述波浪形叶片前缘凸起由峰部和谷部交替连接而成，所述峰部和谷部的个数与叶片的大小呈正比，其目的是降低气动噪声。
进一步地，所述波浪形叶片前缘凸起的起止位置分别为所述叶片轴向长度的25％～100％，保证风扇的工作性能。
进一步地，所述波浪形叶片前缘凸起的几何形状为正弦波曲线，利用仿生学理论，减小涡流损失。
进一步地，所述叶片与轮毂一体成型，方便加工。
进一步地，所述导向筋为低凹的四段曲线结构，所述导向筋在轴向的投影宽度不超过叶片后缘的投影宽度，保证通过气流的稳定性。
本发明的另一方面采用如下技术方案实现：
一种如所述的叶片前缘凸起的冷却风扇的气动噪声计算方法，包括以下步骤：
步骤1、冷却风扇的模型建立：使用三维建模软件建立所述冷却风扇的几何模型；
步骤2、收集相关数据并进行参数化处理：根据现场条件计算出半消声室的基本外形尺寸、进出口尺寸及冷却风扇的相应位置；依据经验初步确定各进出口的位置，并将半消声室模型的基本尺寸和各进出口的位置参数化；
步骤3、构建半消声室模型并划分计算区域：建立冷却风扇及半消声室的计算模型，忽略风扇主动轴、支架、护风罩配件的影响，并划分计算区域；
步骤4、仿真模型网格划分：利用软件对几何模型划分有限元网格，形成参数化的模型用于后续计算；
步骤5、前处理边界条件确定：导入前处理软件中设立面边界条件及体边界条件，所述设立面边界条件包括风扇表面边界条件、交界面、入口边界条件、出口边界条件和旋转体边界条件，最终建立有限元软件的求解器能识别的输入文件；
步骤6、提交软件进行求解计算：将步骤5中得到的输入文件提交给有限元软件求解器，设置求解参数进行计算，得到仿真结果文件；
步骤7、参数化结果后处理：从得到的仿真结果文件中提取对应数据并画图保存。
进一步地，步骤3中所述的计算区域包括五个部分，顺着气流方向依次包括：进口管道区、环形管道区、网格过渡区、旋转流体区以及出口管道区。
进一步地，步骤4中所述利用软件对几何模型划分有限元网格的步骤具体是：风扇叶片面网格采用三角形网格，所述旋转流体区及网格过渡区采用四面体网格，进口管道区和出口管道区分别采用五面体网格和六面体网格，环形管道区采用五面体网格进行过渡。
进一步地，所述的步骤6中的计算包括稳态流场计算、瞬态流场计算及噪声转换分析的步骤，设置的求解参数包括：边界条件、初值条件、控制方程求解器、离散方法、参考系类型、压力梯度的解耦方法。
与现有技术相比，本发明的有益积极效果是：
本发明提供的一种叶片前缘凸起的冷却风扇，结构简单，通过在叶片前缘增加正弦波浪形凸起以及布置导向筋，可以减小阻力并增加升力，改善气体流动从而降低噪声。本发明提出的冷却风扇气动噪声的计算方法，操作简便，减少了计算量，缩短开发周期；同时通过流体仿真曲线图和仿真动画，可直观清晰地表现流体的动力学特性，保证了计算结果的高精度，极大的提高了仿真计算的效率，具有很强的实用意义。
附图说明
图1为本发明所提供的叶片前缘凸起的冷却风扇三维结构视图；
图2为本发明所提供的叶片前缘凸起的冷却风扇主视图；
图3为本发明所提供的叶片前缘凸起的冷却风扇右视图；
图4为本发明所提供的叶片前缘凸起的冷却风扇后视图；
图5为本发明所述冷却风扇气动噪声计算方法的仿真流程示意图；
图6为本发明所述模型体网格计算区域划分示意图；
图7a为具体实施方式中流场区域网格示意图；
图7b为图7a所示流场区域网格延轴线的剖面图；
图8为具体实施方式中带筋条冷却风扇的气动噪声仿真频谱图；
图中：1-叶片，2-外环，3-导向筋，4-轮毂，5-波浪形叶片前缘凸起，6-旋转流体区，7-网格过渡区，8-环形管道区，9-进口管道区，10-出口管道区。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明内容作进一步详细描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
实施例1
如图1至图4所示，一种叶片前缘凸起的冷却风扇，包括轮毂4、轴向半径不变的外环2和若干叶片1，所述叶片1沿着轮毂4的圆周方向均匀分布，所述外环2与轮毂4同轴设置且通过与各个叶片1的顶部连为一体，所述各叶片1的前缘即内凹弧线设有波浪形叶片前缘凸起5，所述叶片1的一侧面根部与轮毂之间布置有一根导向筋3，所述导向筋3的一端与轮毂4相连，另一端穿过该叶片1的后缘弧线的根部朝着相邻叶片1的后缘弧线外边的中部延伸。
所述波浪形叶片前缘凸起5由峰部和谷部交替连接而成，峰部和谷部的个数与风扇叶片的大小有关，即所述峰部和谷部的个数与叶片1的大小呈正比。
所述波浪形叶片前缘凸起5的起止位置为所述叶片1轴向长度的25％～100％处，即波浪形叶片前缘凸起5的长度最大与所述叶片1轴向长度相一致，最小为所述叶片1轴向长度的四分之三。
所述波浪形叶片前缘凸起5的几何形状为正弦波曲线。
所述叶片1与轮毂4一体成型。
所述导向筋3为低凹的四段曲线结构，所述导向筋3在轴向的投影宽度不超过叶片1后缘的投影宽度。
实施例2
根据附图5给出的冷却风扇气动噪声计算方法的仿真流程示意图所示，一种叶片前缘凸起的冷却风扇的气动噪声计算方法，包括以下步骤：
步骤1、风扇实物模型建立：
使用三维建模软件UG建立所述冷却风扇的几何模型，取Z轴为风扇的旋转轴，根据右手定则，风扇旋转方向为正转方向，风扇下游方向为Z轴正方向。本实施例建模采用直径为720mm，叶片数为11的某款叶片前缘凸起的冷却风扇，如图1所示。
步骤2、收集相关数据并进行参数化处理：
根据现场条件计算出半消声室的基本尺寸，包括半消声室的基本外形尺寸、进出口尺寸及风扇的相应位置，依据经验初步确定各进出口的位置，将半消声室模型的基本尺寸和各进出口的位置参数化。本实施例中风扇噪声测试点离地面高1m，距冷却风扇中心1m处与旋转轴线成45°角，且与冷却风扇旋转轴线在同一水平面内。
步骤3、构建半消声室模型并划分计算区域：
为了使模拟计算情况与实际情况尽可能的一致，建立的几何模型忽略了风扇主动轴、支架、护风罩等配件的影响。如图3所示，为方便边界条件的设置与网格的划分，将计算域划分为5个子区域：直径为1.2倍风扇直径，宽度为1.2倍风扇轴向宽度的旋转流体区6、网格过渡区7、环形管道区8、长度为6D的进口管道区9、长度为10D的出口管道区10；计算域最大直径为6D。
步骤4、仿真模型网格划分：
利用Hypermesh软件对几何模型划分有限元网格，形成参数化的模型用于后续计算，由于风扇周围流场分布不规则，因此采取“由面到体”的划分模式，先划分面网格再划分体网格；因为风扇及其周围流场参数梯度大，风扇表面结构较复杂，从而风扇及其周围的旋转域是风扇网格划分的关键部分，其网格质量与划分划分方式直接关系到数值计算结果的可靠性。因此，对风扇周围区域与离风扇距离较远的进出口区域采取不同的划分方式：旋转流体区6及网格过渡区7采用四面体网格以保证网格质量和计算精度，要求四面体网格的vol skew低于0.75；进出口区流体较为平稳，因此进口管道区9和出口管道区10分别采用五面体网格和六面体网格，旨在减少网格数量、缩短仿真周期，要求六面体网格的jacobian高于0.6；环形管道区8则采用五面体网格进行过渡。
本实施例中，风扇面叶片面网格采取大小为2.5mm的三角形网格，旋转流体区6网格大小为6mm，体网格生成方式采用线性递增方式控制其从2.5mm逐渐增长到6mm。根据网格无关性验证，旋转流体区6网格数为130万左右，网格过渡区7及环形管道区8网格数约为70万，进口管道区9和出口管道区10网格数约为60万，计算模型总网格数为260万左右。如附图7a和7b所示为本实施例的流场区域网格示意图。
步骤5、前处理边界条件确定：
将步骤4中得到的模型输出为NASTRAN格式文件导入到前处理软件Gambit中设立边界条件，包括风扇表面边界条件、交界面、入口边界条件、出口边界条件和旋转体边界条件。其中，进口平面设为压力入口边界，出口平面设为压力出口边界，其它壁面均设为固定壁面边界，旋转流体区6与网格过渡区7的交接面设为INTERFACE交界面，最终输出fluent软件的求解器能识别的mesh格式文件。
步骤6、提交软件进行求解计算：
将步骤5得到的mesh格式文件导入到基于有限体积法的商业软件Fluent中，计算时设空气的温度为298K(25℃),空气压力为1个标准大气压，密度为1.225kg/m3，忽略温度与重力对数值模拟的影响。计算给定风扇转速下流体的纳维-斯托克斯方程，包括以下三部分：
首先进行稳态流场计算，标度Scale变为mm，平均速度单位unit选rpm，采用RNGκ-epsilon湍流模型，选择压力基求解器，采用SIMPLE算法求解压力-速度耦合方程，采用标准格式离散求解连续性方程，采用一阶迎风格式离散求解动量方程，采用二阶迎风格式离散求解湍流动能与湍流耗散率，进出口边界湍流强度与直径设为5％和10m；计算采用多重参考坐标系MRF耦合动静部件的计算模型进行计算域的稳态流场分析，即风扇及旋转流体区域采用固结其上的旋转坐标系，而其他区域采用绝对静止坐标系，分别进行稳态计算，在交界面处则利用相对速度方程进行转化。设置残差Residuals、力矩Moment、出口体积流率Volume Flow Rate和监测点的顶点平均静压Vertex Average Static Pressure四个监测面，计算收敛准则为各项残差小于1×10-5。
稳态计算收敛后，将稳态计算的结果作为初场进行第二步的瞬态计算，将RNGκ-epsilon湍流模型改为LES大涡模型，旋转流体区的动参考系改为动网格，采用PISO算法求解压力-速度耦合方程，采用PRESTO格式求解湍流动能，将收敛因子减小到0.5，监测面处的Iteration改为Time step，时间步长的设定要遵循一个时间步走过的路程不超过旋转区两个节点的距离，迭代步数要使计算过程的总距离大于旋转区两周。
指定整个风扇表面为噪声源，设定4个噪声接收点位于风扇下游距离风扇中心1m处，具体坐标值见表1，最后在大涡模拟的基础上，引入Ffowcs-Williams&HawkingsFW-H)噪声求解模型计算，获得风扇气动噪声的分布特性。
表1噪声接收点坐标
步骤7：参数化结果后处理：
将各监测点处压力参数随时间的变化进行快速傅里叶变换FFT，便可得到各监测点的频谱曲线，即声压级(SPL)随频率(f)变化的频谱图。本实施例中冷却风扇设定工况2100RPM下的气动噪声频谱图如图8所示。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种叶片前缘凸起的冷却风扇，其特征在于：
包括轮毂(4)、轴向半径不变的外环(2)和若干叶片(1)，所述叶片(1)沿着轮毂(4)的圆周方向均匀分布，所述外环(2)与轮毂(4)同轴设置且通过与各个叶片(1)的顶部连为一体，所述各叶片(1)的前缘即内凹弧线设有波浪形叶片前缘凸起(5)，所述叶片(1)的一侧面根部与轮毂之间布置有一根导向筋(3)，所述导向筋(3)的一端与轮毂(4)相连，另一端穿过该叶片(1)的后缘弧线的根部朝着相邻叶片(1)的后缘弧线外边的中部延伸。
2.根据权利要求1所述的叶片前缘凸起的冷却风扇，其特征在于：所述波浪形叶片前缘凸起(5)由峰部和谷部交替连接而成，所述峰部和谷部的个数与叶片(1)的大小呈正比。
3.根据权利要求1所述的叶片前缘凸起的冷却风扇，其特征在于：所述波浪形叶片前缘凸起(5)的起止位置分别为所述叶片(1)轴向长度的25%~100%。
4.根据权利要求1所述的叶片前缘凸起的冷却风扇，其特征在于：所述波浪形叶片前缘凸起(5)的几何形状为正弦波曲线。
5.根据权利要求1所述的叶片前缘凸起的冷却风扇，其特征在于：所述叶片(1)与轮毂(4)一体成型。
6.根据权利要求1所述的叶片前缘凸起的冷却风扇，其特征在于：所述导向筋(3)为低凹的四段曲线结构，所述导向筋(3) 在轴向的投影宽度不超过叶片(1)后缘的投影宽度。
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的叶片前缘凸起的冷却风扇的气动噪声计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、冷却风扇的模型建立：使用三维建模软件建立所述冷却风扇的几何模型；
步骤2、收集相关数据并进行参数化处理：根据现场条件计算出半消声室的基本外形尺寸、进出口尺寸及冷却风扇的相应位置；依据经验初步确定各进出口的位置，并将半消声室模型的基本尺寸和各进出口的位置参数化；
步骤3、构建半消声室模型并划分计算区域：建立冷却风扇及半消声室的计算模型，忽略风扇主动轴、支架、护风罩配件的影响，并划分计算区域；
步骤4、仿真模型网格划分：利用软件对几何模型划分有限元网格，形成参数化的模型用于后续计算；
步骤5、前处理边界条件确定：导入前处理软件中设立面边界条件及体边界条件，所述设立面边界条件包括风扇表面边界条件、交界面、入口边界条件、出口边界条件和旋转体边界条件，最终建立有限元软件的求解器能识别的输入文件；
步骤6、提交软件进行求解计算：将步骤5中得到的输入文件提交给有限元软件求解器，设置求解参数进行计算，得到仿真结果文件；
步骤7、参数化结果后处理：从得到的仿真结果文件中提取对应数据并画图保存。
8.根据权利要求5所述的一种叶片前缘凸起的冷却风扇及其气动噪声计算方法，其特征在于，步骤3中所述的计算区域包括五个部分，顺着气流方向依次包括：进口管道区(9)、环形管道区(8)、网格过渡区(7)、旋转流体区(6)以及出口管道区(10)。
9.根据权利要求8所述的一种叶片前缘凸起的冷却风扇及其气动噪声计算方法，其特征在于，步骤4中所述利用软件对几何模型划分有限元网格的步骤具体是：风扇叶片面网格采用三角形网格，所述旋转流体区(6)及网格过渡区(7)采用四面体网格，所述进口管道区(9)和出口管道区(10)分别采用五面体网格和六面体网格，所述环形管道区(8)采用五面体网格进行过渡。
10.根据权利要求7所述的一种叶片前缘凸起的冷却风扇及其气动噪声计算方法，其特征在于，所述的步骤6中的计算包括稳态流场计算、瞬态流场计算及噪声转换分析的步骤，设置的求解参数包括：边界条件、初值条件、控制方程求解器、离散方法、参考系类型、压力梯度的解耦方法。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108591119A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-28 | 常州祥明智能动力股份有限公司 | 一种轴流风机叶轮 |
| CN111339673A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-26 | 上海索辰信息科技有限公司 | 多尺度噪声仿真分析方法 |
| CN112182791A (zh) * | 2020-08-20 | 2021-01-05 | 无锡量子感知技术有限公司 | 一种涡轮发电机流道结构优化的分析方法 |
| CN112797026A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 上海马陆日用友捷汽车电气有限公司 | 一种家用轿车匹配的轴流式冷却风扇 |
| CN113202798A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-03 | 盐城动益汽车配件有限公司 | 一种降噪型发动机冷却风扇 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030012656A1 (en) * | 2001-06-12 | 2003-01-16 | Kyung Seok Cho | Axial flow fan |
| CN101457655A (zh) * | 2007-12-14 | 2009-06-17 | 斯奈克玛 | 涡轮机多级涡轮的设计方法 |
| CN201428551Y (zh) * | 2009-07-22 | 2010-03-24 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种凹凸前缘结构的风力发电机叶片 |
| CN103486079A (zh) * | 2013-10-12 | 2014-01-01 | 上海马陆日用友捷汽车电气有限公司 | 高效率低噪声风叶 |
| CN204312399U (zh) * | 2014-12-08 | 2015-05-06 | 雪龙集团股份有限公司 | 一种带筋的超薄形汽车冷却风扇 |
| CN106438470A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-02-22 | 合肥华凌股份有限公司 | 轴流风扇和制冷设备 |
| CN208153385U (zh) * | 2018-02-28 | 2018-11-27 | 华南理工大学 | 一种叶片前缘凸起的冷却风扇 |
-
2018
- 2018-02-28 CN CN201810168152.0A patent/CN108167229A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030012656A1 (en) * | 2001-06-12 | 2003-01-16 | Kyung Seok Cho | Axial flow fan |
| CN101457655A (zh) * | 2007-12-14 | 2009-06-17 | 斯奈克玛 | 涡轮机多级涡轮的设计方法 |
| CN201428551Y (zh) * | 2009-07-22 | 2010-03-24 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种凹凸前缘结构的风力发电机叶片 |
| CN103486079A (zh) * | 2013-10-12 | 2014-01-01 | 上海马陆日用友捷汽车电气有限公司 | 高效率低噪声风叶 |
| CN204312399U (zh) * | 2014-12-08 | 2015-05-06 | 雪龙集团股份有限公司 | 一种带筋的超薄形汽车冷却风扇 |
| CN106438470A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-02-22 | 合肥华凌股份有限公司 | 轴流风扇和制冷设备 |
| CN208153385U (zh) * | 2018-02-28 | 2018-11-27 | 华南理工大学 | 一种叶片前缘凸起的冷却风扇 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 上官文斌: "发动机环形冷却风扇结构与参数对气动性能影响的研究", 《内燃机工程》, pages 56 - 62 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108591119A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-28 | 常州祥明智能动力股份有限公司 | 一种轴流风机叶轮 |
| CN108591119B (zh) * | 2018-03-07 | 2024-06-18 | 常州祥明智能动力股份有限公司 | 一种轴流风机叶轮 |
| CN111339673A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-26 | 上海索辰信息科技有限公司 | 多尺度噪声仿真分析方法 |
| CN111339673B (zh) * | 2020-03-02 | 2021-05-07 | 上海索辰信息科技股份有限公司 | 多尺度噪声仿真分析方法 |
| CN112182791A (zh) * | 2020-08-20 | 2021-01-05 | 无锡量子感知技术有限公司 | 一种涡轮发电机流道结构优化的分析方法 |
| CN112797026A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 上海马陆日用友捷汽车电气有限公司 | 一种家用轿车匹配的轴流式冷却风扇 |
| CN113202798A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-03 | 盐城动益汽车配件有限公司 | 一种降噪型发动机冷却风扇 |
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