一般的に、軸流ファンの設計は効率だけでなく、ノイズの低減も併せて考慮する必要があります。軸流ファンの騒音低減は、細部にわたってはかなり複雑で難しい話題ですが、標準的なブレードの設計においてファンの騒音を下げることができる単純な形状制御技術がいくつかあります。

　CAESES^®はモデリング機能および最適化機能を備えており、CFDを駆動エンジンとして最適化を行います。この事例では、軸流ファンの騒音低減と全体的な音特性を改善するために、CAESES^®でどこまで対応可能かについて調べました。

軸流ファンの騒音低減：ブレードチップの面取り

　ブレードチップを面取りすることで、ローターとステーターの相互作用を減少させることができ、軸流ファンの騒音レベルを減少させることができます。基本的に、ブレードの先端領域でいくつかの部分を切り取ります。パラメトリックモデルでは、自動プロセスでさまざまな設計候補を作成するために、数々の先端フィーチャの形状と深さを制御する必要があります。

傾斜したブレードの先端

軸流ファンの騒音低減：後縁のギザギザ化

もう一つの方法は後縁の一部を切り取り、負圧面と圧力面からの流れが互いに混合する形を変えることで２つの流れの遷移を改善させ、乱流パターンを変えることです。この処理により、効率が向上し、騒音がさらに減ります。また、下限と上限を持つ設計変数を導入することもできます。例えば、ギザギザの形状、位置、程度数などを設計変数にできます。

後縁のギザギザ

軸流ファン騒音低減：最適形状を見つける方法

傾斜したブレード先端と後縁での渦制御に最適なパラメータを見つけるために、シミュレーションツール、特にCFDを使用して設計調査と形状最適化を実行します。 このような多目的最適化計算では、ブレードの形状パラメータは自動的に変更されますが、最適化戦略では効率と騒音放射を改善しようとします。シミュレーションツールも接続され自動化されており、メッシュ作成と解析のプロセス全体を自動化します。

CAESES^®は、CFDを使用した複雑な形状について高度に自動化された設計用ツールです。ブレードモデルに統合できる機能は他にもたくさんあります。CAESES^®はブラックボックスではなく、最適化プロセス上ですべてのアイデアを素早く検討することを可能にします。

流れを改善するため、あらゆる種類の複雑な表面特徴を考慮