Flow Noise Reduction in Axial-Flow Fans via Winglet and Tip-Gap Vortex Control
연구 내용
축류 팬의 유동 구조를 CFD로 해석하고 URANS 및 음향원 예측 절차를 적용하여 누설 와류를 약화시키는 소음저감 설계 방법을 개발하는 연구
축류 팬에서 소음은 팁 간극의 누설 유동과 그로부터 발달하는 와류 구조에 의해 좌우됩니다. 연구실은 팬 외곽을 부분 shroud로 고려한 3차원 유동장을 URANS 기반으로 예측하고, FW–H 적분식을 활용해 복사 음향을 추정합니다. 또한 블레이드 스트립 이론과 airfoil cascade 기반 성능 설계로 span 위치별 영향을 분해하여 목표 유량과 효율을 만족하도록 형상을 최적화합니다. CFD 결과는 실험 측정과 비교하여 예측-검증 루프를 확보합니다. 이를 통해 소음과 성능 간의 동시 만족 설계 절차를 구현합니다.
관련 연구 성과
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연구 흐름
초기에는 shroud가 포함된 축류 팬에서 형상 변화가 유동과 소음에 미치는 영향을 URANS 기반으로 재현하고, 음향원 추정 절차를 정립했습니다. 이후에는 winglet 곡률 분포를 chord 방향으로 가변화하여 팁 간극 누설 와류를 약화시키는 설계 개념을 확장했습니다. 최근에는 블레이드 스트립 이론과 airfoil cascade를 결합한 성능 기반 설계 기술로 발전시켜 spanwise 영향도를 분해하고 2차원 해석을 통한 형상 최적화를 수행하고 있습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Numerical and experimental investigation into effects of winglet shape on flow and noise performances of axial-flow fans for outdoor unit of air conditioner
Development of a Performance-Based Design Technique for an Axial-Flow Fan Unit Using Airfoil Cascades Based on the Blade Strip Theory