以某型号空调外机轴流风扇为研究对象,建立其三维全流场整机模型,采用数值模拟方法对其在设计工况下的内部稳态流场进行数值模拟,并预估其风扇表面气动噪声源的分布,着重分析了空调外机流场稳态速度场、压力场及声功率级的分布规律,揭示了空调外机流场的基本特征。分析结论可为轴流风扇的优化设计提供参考,对提高其整体性能及其降噪具有重要工程应用价值。

针对空气压缩泵轴流风扇噪声过大现象,采用有限元分析与边界元法,对轴流风扇联合仿真进行研究。通过有限元软件对轴流风扇进行流域分析,求解轴流风扇流线图,并将计算结果导入声学软件进行傅里叶变化,计算得到轴流风扇声压云图,根据计算结果进行分析。结果表明轴流风扇进出口流线紊乱,且有回流现象导致轴流风扇最大声压值位于扇叶中部,声压值最大可达69.5 dB,并且提高转速在一定程度上有利于降低轴流风扇启动噪声。

航空发动机大涵道比风扇性能试验对于风扇气动设计验证具有重要意义。为提高国内航空发动机风扇性能试验技术与测试技术,开展了航空发动机风扇性能试验技术研究,通过对国内外航空发动机风扇性能试验测试技术发展现状进行了梳理,对风扇性能试验标准的发展现状进行了分析,得出了风扇性能试验测试技术发展思考,从试验、测试和体系方面统筹推进现有技术的发展,综合提升航空发动机风扇性能试验测试能力。

由于叶尖间隙会降低叶轮机的工作效率,并且会增大噪声辐射强度,因此在叶轮机设计和运行过程中需要特别关注这一设计参数的具体影响。基于叶轮机单音噪声流场/声场混合预测模型,研究了不同转子叶尖间隙对单级轴流风扇气动性能和单音噪声强度的影响规律。研究发现,转子出口尾迹宽度和尾迹强度都随转子叶尖间隙的增大而增大,但是尾迹相位分布几乎没有改变,因此当尾迹与下游静子叶片干涉时,主要影响静子叶片表面的非定常载荷强度,而不会影响其主要的相位分布;2.5 mm的叶尖间隙(0.94%叶片高度)使得风扇流量减小了约2%,风扇效率下降了约1%,向前传播的1倍叶片通过频率(Blade Passing Frequency,BPF)单音噪声声功率级增大了1.5 dB,向后传播的1BPF单音噪声声功率级增大了0.7 dB;叶尖间隙变化对2BPF和3BPF对应的单音噪声强度影响都小于1 dB。

该文基于仿生学的思想,利用领角鸮翅膀和风扇叶片运动的相似性,将领角鸮翅膀的条纹结构和齿槽形态建立在轴流风扇叶片表面上,以达到降低轴流风扇气动噪声的目的。该文采用正交的试验优化方法[1],设计了9种形态的仿生风扇叶片。利用CFD仿真模拟的方法将仿生风扇叶片与原型风扇叶片进行对比实验。结果表明,仿生风扇叶片具有良好的降噪效果,在转速分别为2000 r/min、2500 r/min和3000 r/min时,声压级峰值最大可分别降低7.5 dB、6.5 dB和8.4 dB。

以具有不同弯曲参数的周向弯曲动叶和同一径向静叶的组合为研究对象，采用数值计算工具进行了非定常模拟，分析了级间总压的脉动以及脉动的衰减过程；发现周向弯曲有利于级间流动掺混，使流场更均匀。通过相关分析精确捕捉不同周向弯曲动叶尾迹形状、传播过程，揭示出叶片周向弯曲参数和级间旋流对尾迹传播的影响。

首先研究了二维扩压叶栅中叶片尾缘格尼襟翼对叶片的气动作用,分析了襟翼的高度、安装位置2个参数对叶栅气动性能的影响。结果表明,格尼襟翼能明显提高翼型升力,但阻力也有所增加。接着基于二维叶栅计算获得的最佳襟翼高度和安装位置,将格尼襟翼应用于轴流风扇叶片上,研究其对风扇性能的影响。结果表明,襟翼明显增大了风扇气流转折角,提高风扇的压升,在流量小于设计流量（Q=1.0）时,襟翼风扇总压效率与原始风扇效率相差甚微,而在设计点处,襟翼风扇效率比原始风扇效率高出1%,且当风扇流量大于设计流量时,襟翼风扇与原始风扇总压效率间的差距逐渐扩大,当相对流量Q=1.5时,襟翼风扇总压效率比原始风扇效率高6%。

为提高低速风洞的最大风速，根本的措施是设计高转速大功率的风扇系统。