文档名：采用仿海鸥翼型叶片提升轴流风机气动性能的研究
摘要：为提升轴流风机的气动性能,受到具有良好滑行飞行性能的海鸥翅膀独特的翼型结构的启发,本文研究通过提取海鸥翅膀特定截面位置处的翼型结构应用于轴流风机的叶片设计中,考察了叶片仿生设计对空调器用轴流风机气动性能的影响.首先采用数值计算方法求解定常流动雷诺时均Navier-Stokes方程,对仿海鸥翼型叶片的轴流风机的气动性能及其内部流场进行分析,然后采用大涡模拟方法和FW-H声类比方法对轴流风机的气动噪声进行数值预测.结果表明:在相同的设计转速下,仿海鸥翼型叶片的轴流风机的气动效率提高了3.1%;在相同风量条件下,仿海鸥翼型叶片的轴流风机的噪声相比于原型风机降低了约1.0dB(A).采用仿海鸥翼型叶片,风机叶片表面的静压分布均匀,叶片中段的压力脉动明显减少.同时,在风机进口轮毂处和叶顶区域,流动分离被抑制,叶片尾迹涡脱落引起的气流脉动和气流不均匀性相对减弱,这就有效提升了轴流风机的气动性能.
Abstract：Inordertoimprovetheaerodynamicperformanceofaxialflowfan,inspiredbytheuniquestructureofseagullwingswithgoodglidingflightperformance,thisstudyinvestigatestheeffectsofbladebionicdesignontheaerodynamicperformanceofaxialflowfanusedintheairconditionersbyextractingwingstructuresataspecificcross-sectionalpositionoftheseagullwings.Firstly,thenumericalmethodisusedtosolvetheReynoldsaveragedNavier-Stokes(RANS)equations,andtheaerodynamicperformanceandinternalflowfieldsoftheaxialflowfanwithbio-seagullwingbladesareanalyzednumerically.Then,thelargeeddysimulation(LES)methodandFfowcs-WilliamsandHawkings(FW-H)acousticanalogytheoryareadoptedtonumericallypredicttheaerodynamicnoiseoftheaxialflowfan.Theresultsshowthatatthedesignedrotationalspeed,theaerodynamicefficiencyoftheaxialflowfanwithbionicbladesbasedontheseagullwingsisimprovedby3.1%.Atthesameflowratecondition,theaerodynamicnoiseoftheaxialflowfanwithbionicbladesisreducedby1.0dB(A)comparedtotheprototypefan.Byusingthebionicbladesinspiredbytheseagullwings,thestaticpressuredistributiononthebladesurfacesoftheaxialflowfanisuniform,andthepressurepulsationinthemiddlesectionofthebladesurfacesissignificantlyreduced.Atthesametime,theflowseparationissuppressedeffectivelyattheinlethubandbladetipareaoftheaxialflowfan,andtheairflowpulsationandnon-uniformitycausedbybladewakevortexsheddingarerelativelyweakened,whichimprovestheaerodynamicperformanceoftheaxialflowfan.
作者：李跃飞 姜怡欣 吴立明 田晨晔 吴彦东 刘小民 Author：Yue-feiLi Yi-xinJiang Li-mingWu Chen-yeTian Yan-dongWu Xiao-minLiu
作者单位：广东美的暖通设备有限公司西安交通大学能源与动力工程学院太原学院机电与车辆工程系
刊名：风机技术
Journal：Compressor,Blower&FanTechnology
年，卷(期)：2024, 66(2)
分类号：TH432.1
关键词：轴流风机 海鸥翼型叶片 仿生设计 流动控制 气动性能 噪声
Keywords：AxialFlowFan BionicBladeInspiredBySeagullWings BionicDesign FlowControl AerodynamicPerformance Noise
机标分类号：O241.82V211.3O357.5
在线出版日期：2024年5月21日
基金项目：陕西省重点研发计划项目采用仿海鸥翼型叶片提升轴流风机气动性能的研究[
期刊论文] 风机技术--2024, 66(2)李跃飞 姜怡欣 吴立明 田晨晔 吴彦东 刘小民为提升轴流风机的气动性能,受到具有良好滑行飞行性能的海鸥翅膀独特的翼型结构的启发,本文研究通过提取海鸥翅膀特定截面位置处的翼型结构应用于轴流风机的叶片设计中,考察了叶片仿生设计对空调器用轴流风机气动性能的...参考文献和引证文献
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