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空调室内机导流板角度对流场影响的大涡模拟

流体机械 2017年第9期45卷 77-81页

作者：舒朝晖段亚雄张强陈旭升万勇华中科技大学湖北武汉430074

建立分体空调室内机全流场二维模型,对出风导流板位于3种不同角度,叶轮处于高、中、低三档转速下的流场进行大涡模拟。计算结果表明,导流板的存在,一方面可以改变出流流体的方向和分散射流速度轴心区,使室内流场和温度场更加均匀;另一... 详细信息

建立分体空调室内机全流场二维模型,对出风导流板位于3种不同角度,叶轮处于高、中、低三档转速下的流场进行大涡模拟。计算结果表明,导流板的存在,一方面可以改变出流流体的方向和分散射流速度轴心区,使室内流场和温度场更加均匀;另一方面当导流板角度不合适时,将阻碍空气流动,导流板端部涡脱落增强。

关键词：空调室内机导流板大涡模拟涡脱落

空调室内机内部流场的数值模拟及网格变形优化设计

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空调室内机内部流场的数值模拟及网格变形优化设计

作者：邬伟长沙理工大学

学位级别：硕士

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,挂壁式空调已经在家家户户随处可见,而往往在夏季和冬季期间,空调的使用率将急剧上升,所以空调能耗的问题和空调房间热环境的舒适性问题越来越引起人们的关注,挂壁式空调的室内机结构对空调性... 详细信息

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,挂壁式空调已经在家家户户随处可见,而往往在夏季和冬季期间,空调的使用率将急剧上升,所以空调能耗的问题和空调房间热环境的舒适性问题越来越引起人们的关注,挂壁式空调的室内机结构对空调性能起着决定性的作用,因此通过优化空调室内机内部结构和内部流场的仿真模拟来提高空调性能等都具有着重要意义。本文采用计算流体力学技术对空调室内机内部流场进行了数值模拟,然后结合流体力学技术、网格变形技术及多目标优化设计技术对空调室内机内部结构进行了结构优化,主要展开了以下几个方面的研究:（1）构建了空调室内机二维仿真物理模型,并通过fluent软件对其进行计算,得到了内部初始的压力和速度分布;（2）运用网格变形技术与多目标优化技术对空调室内机内部的换热器、叶轮与导流片三个重要的部件进行网格变形,获得在变化范围内最优的结构来提高空调的性能。研究结果表明:（1）换热器的网格变形与优化设计。就换热器而言,在设置的初始值为1cm,变化范围为0.97～1.04cm的情况下,通过变形优化后静压的最小值为-107Pa,较没优化之前的静压最小值增大了 13Pa,静压的最大值为8.5Pa较之前减小了 11.5Pa,总压的最小值为-93Pa较之前增大了 12Pa,总压的最大值为28Pa,较之前减小了 17Pa。（2）叶轮的网格变形与优化设计。对于叶轮来说,在设置初始值为1cm,变化范围为0.96～1.04cm的情况下,通过变形优化后静压的最小值为-101Pa,较没优化之前的增大了 19Pa,静压的最大值为14Pa较之前减小了 6Pa,总压的最小值为-93Pa较之前增大了 12Pa,总压的最大值为31Pa,较之前减小了 14Pa。（3）导流片的网格变形与优化设计。对于导流片而言,在设置初始值为1cm,变化范围为0.9～1.1cm时,优化目标方差最优为0.498,优化后的方差与未优化前算出的方差相比较减小了大约0.1左右。本研究为后续空调室内机的优化设计提供了理论指导。

关键词：空调室内机计算流体力学结构优化网格变形气流均匀性

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空调室内机风道流场数值模拟优化及实验研究

空调室内机风道流场数值模拟优化及实验研究

作者：伍礼兵浙江大学

学位级别：硕士

随着人们生活水平和国家能效标准的提高,挂壁式空调室内机的风量和噪声等性能已经越来越受到人们的关注,开展室内机风道流场的优化工作对于节能减排和提高生活品质具有重要的现实意义。本文结合计算流体力学(CFD)和计算声学(CAA)的知识... 详细信息

随着人们生活水平和国家能效标准的提高,挂壁式空调室内机的风量和噪声等性能已经越来越受到人们的关注,开展室内机风道流场的优化工作对于节能减排和提高生活品质具有重要的现实意义。本文结合计算流体力学(CFD)和计算声学(CAA)的知识,采用商用CFD软件FLUENT,针对空调室内机风道流场的流动特性和气动噪声展开研究,旨在为空调企业提供优化设计室内机风道的方法,同时为缩短优化设计室内机风道而开展的实验所需的时间提供支持。基于上述目标,本文主要开展了如下几方面的工作：1)采用商用CFD软件FLUENT对空调室内机风道进行流场和声场的模拟计算,建立了用于室内机风道风量和噪声预测计算的数值模型。在模型建立过程中,分析了把换热器处理为多孔介质、动静区域耦合计算以及其它一些数值设定的实现方法。2)结合室内机风道风量预测模型,详细分析了室内机风道蜗舌间隙、蜗壳出口间隙、出口排气角、出口扩散角等关键结构尺寸与其风量的关系,为通过优化设计室内机风道以获得预期风量提供参考和指导。3)结合室内机风道噪声预测模型,详细分析了室内机风道气动噪声的声源类别、噪声种类及其频率特征。分析计算表明室内机噪声的主要声源是风道中贯流风机蜗舌、蜗壳和叶轮处产生的偶极子声源,在频率特性上体现了离散噪声和宽带噪声叠加的效果,这些结论可为室内机的降噪提供思路和方法。4)通过数值和实验测试的方法验证了本文采用的计算方法和计算模型的适用性,为模型的普遍运用提供了依据。分析了计算模型的计算区域独立性和网格独立性,并通过实验结果与计算结果的对比,发现计算得到的实验室贯流风机模型进气口速度分布、文献中的贯流风机叶轮内压力分布以及空调室内机性能参数与实验测量数据相差较小,处于可接受的误差范围内。5)在参数化空调用贯流风机风道结构的基础上,计算得到贯流风机偏心涡的形成演变过程和涡心压力特征,同时分析了贯流风机结构参数和运行参数与其风量、噪声性能的关系,为贯流风机风道的优化提供参考和指导。6)计算分析了基于频率调制和基于改善进气口状态这两种降噪方法对于降低空调用贯流风机总噪声和改善噪声质量的影响情况,为降低空调室内机噪声提供指导。

关键词：空调室内机贯流风机风道数值模拟

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空调室内机风道系统流场特性研究

空调室内机风道系统流场特性研究

作者：刘起华中科技大学

学位级别：硕士

空调器的室内机风道系统的流场特性对空调舒适性及噪声有着重大的影响,现有空调的舒适性难以达到人们的要求,所以通过研究空调室内机风道系统结构参数对流场特性的影响,可以为空调风道系统的优化设计,提高空调系统能效系数,降低噪声等... 详细信息

空调器的室内机风道系统的流场特性对空调舒适性及噪声有着重大的影响,现有空调的舒适性难以达到人们的要求,所以通过研究空调室内机风道系统结构参数对流场特性的影响,可以为空调风道系统的优化设计,提高空调系统能效系数,降低噪声等提供理论依据。本文以计算流体力学等为理论基础,建立空调室内机风道系统的物理模型,通过Gambit建立空调室内机风道系统内空气等温流动的三维紊流数学模型,然后采用Fluent软件,分别对回风形式、换热器、贯流风机结构及参数等改变时空调室内机风道系统的流场进行了模拟研究。首先对比了下回风和后回风两种回风形式下流场特性,发现对于所研究的空调器,无论是在下回风还是后回风方式下,室内机风道系统的流场都无法避免风道系统流场的品质较低的现状。然后对四种不同方案的换热器的流场的模拟看出换热器的结构形式直接影响送风量的大小;另外选取了具有第二方案换热器的室内机风道系统为计算模型,分析可知,对相同结构和布置方式的换热器,在相同工况下:（1）随着换热器阻力的增大,贯流风机有效吸气面积减小,吸入口气流均匀性变差,气流绕贯流风机的旋转增强;（2）送风气流紊流度增大,舒适性降低,贯流风机性能降低;（3）室内机送风量明显减小。最后,仍以第二方案为计算模型,仅改变贯流风机的转速进行计算并分析:（1）随着贯流风机转速的增大,整个流道静压变化较大,但偏心涡核心的位置并没有随转速的改变而发生变化;（2）流经换热器各冷媒管间的气流的分配与贯流风机的转速无关,而是由换热器的结构所决定的;（3）室内机送风量是由风机转速或者说是叶轮的圆周速度决定的,且与贯流风机的转速近似成线性关系变化,与偏心涡等因素无关。

关键词：空调室内机风道系统换热器贯流风机

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空调室内机噪声数值模拟及实验研究

空调室内机噪声数值模拟及实验研究

作者：陈晓林青岛理工大学

学位级别：硕士

壁挂式空调室内机的噪声问题逐渐成为企业和消费者关注的热点，开展空调室内机风道流场优化和降噪研究具有重要的现实意义。本文针对壁挂式空调室内机噪声较大的现状，对空调室内机的流场和噪声进行了数值模拟和实验研究。利用CFD数值... 详细信息

壁挂式空调室内机的噪声问题逐渐成为企业和消费者关注的热点，开展空调室内机风道流场优化和降噪研究具有重要的现实意义。本文针对壁挂式空调室内机噪声较大的现状，对空调室内机的流场和噪声进行了数值模拟和实验研究。利用CFD数值模拟软件对空调室内机风道流场进行模拟。在模型的建立过程中，贯流式风机的动静区域采用多重参考系（MRF）模型，把换热器处理为多孔介质加管束的结构，并通过实验验证了假设的合理性。模拟室内机采用不等距叶轮时的流场分布，探讨不等距叶轮对流场的影响。模拟不同形式的换热器下空调室内机的流场分布，分析不同形式的换热器对室内机流场的影响。结合FW-H方程对室内机的噪声进行模拟，确定室内机的主要噪声源为叶轮处的偶极子声源。模拟两种不等距叶轮下的室内机噪声，随着叶轮分布不均性增加，室内机的噪声得到降低。测量空调室内机的进出口风速和噪声值，并将实验结果与模拟结果进行对比分析，证明了数值模型的合理性。研究表明，室内机的涡旋位于蜗舌附近，采用不等距叶轮能够降低空调室内机的噪声，但不利于流场的稳定性。采用弧形换热器可以减小涡旋，优化室内机的流场。通过对空调室内机的流场及噪声的数值模拟和实验研究，为室内机的流场优化和降噪提供了理论参考。

关键词：空调室内机贯流式风机数值模拟实验研究噪声分析

基于Fluent的空调室内机风道结构噪声研究

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机械设计 2012年第7期29卷 77-80页

作者：杜冬菊刘爱华海军潜艇学院山东青岛266042

为了研究风道结构对空调室内机噪声的影响,采用Fluent软件对某型空调室内机的流场进行了仿真,仿真过程考虑了热交换器对气流的阻碍作用,将其模拟为多孔介质流动。通过FW-H模型分别对以蜗舌、蜗壳和叶片为噪声源而产生的噪声进行了计算,... 详细信息

为了研究风道结构对空调室内机噪声的影响,采用Fluent软件对某型空调室内机的流场进行了仿真,仿真过程考虑了热交换器对气流的阻碍作用,将其模拟为多孔介质流动。通过FW-H模型分别对以蜗舌、蜗壳和叶片为噪声源而产生的噪声进行了计算,并与空调室内机噪声测试实验的结果进行了对比,误差在允许的范围内。在尽量保持足够气体流量的前提下,以此模型为基础,通过调整蜗舌间隙与蜗壳前沿长度降低噪声,得到了空调室内机风道结构在此参数上的最优值。

关键词：空调室内机风道噪声仿真

椭圆管换热器对空调室内机声场影响的数值模拟

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制冷学报 2016年第2期37卷 87-92页

作者：周遊张新强汪双凤华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室广州510640

椭圆管换热器由于良好的流动和换热特性,在换热设备中有广泛的应用。本文利用计算流体力学方法,对椭圆管翅片换热器应用于空调室内机的流场和声场进行数值模拟,并与圆管作对比。计算结果表明,换热管形状对贯流风机内部偏心涡的形成位置... 详细信息

椭圆管换热器由于良好的流动和换热特性,在换热设备中有广泛的应用。本文利用计算流体力学方法,对椭圆管翅片换热器应用于空调室内机的流场和声场进行数值模拟,并与圆管作对比。计算结果表明,换热管形状对贯流风机内部偏心涡的形成位置和大小没有影响;与采用相同截面积的圆管翅片换热器的室内机相比,相同条件下,采用椭圆管换热器对于室内机增加风量,改善制冷性能,降低噪声尤其是低频噪声方面有良好的效果。其中,长短轴之比为2的椭圆管可以降低室内机噪声4 d B。

关键词：空调室内机椭圆管降噪数值模拟

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热交换器形状对空调室内机性能的影响

制冷学报 2004年第2期25卷 50-53页

作者：胡俊伟丁国良张春路上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200030

对空调室内机内部流场进行了数值计算 ,分析了热交换器形状对室内机出口风量和气流噪声的影响 ,设计出一种弧形热交换器 ,并对具有这种热交换器的空调室内机进行了流场模拟。

关键词：热交换器空调室内机空调器数值模拟流场

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分体式空调室内机流动与噪声数值研究

分体式空调室内机流动与噪声数值研究

作者：周遊华南理工大学

学位级别：硕士

目前空调噪声的水平难以达到人们的要求,空调噪声问题日益受到人们的关注。室内机风道系统的流动特性对室内噪声大小有着直接的影响,通过对室内机风道系统结构参数与流场特性之间关系的研究,可以为室内机风道的优化设计,提高空气流动换... 详细信息

目前空调噪声的水平难以达到人们的要求,空调噪声问题日益受到人们的关注。室内机风道系统的流动特性对室内噪声大小有着直接的影响,通过对室内机风道系统结构参数与流场特性之间关系的研究,可以为室内机风道的优化设计,提高空气流动换热性能,降低噪声水平提供理论依据。本文以计算流体力学和气动声学为理论基础,建立室内机风道系统的三维物理模型,分别对管翅式换热器和贯流风机的结构和参数进行优化设计,采用Fluent软件对优化后的室内机的流场和噪声进行一系列分析,主要研究内容包括:(1)运用Fluent软件,结合FW-H噪声模型,总结出一套分析流场和声场的完整流程,即数值模拟得到室内机压力脉动数据,结合快速傅里叶变换和Curel方程得到室内机噪声的频谱。(2)采用椭圆管翅片换热器替代目前圆管翅片换热器,并研究了换热器结构对室内机流动性能和噪声的影响,研究结果表明:无论空气侧流动状况如何改变,椭圆管翅片换热性能都要优于圆管;使用椭圆管翅片换热器可以降低风道系统流动阻力,提高风量,长短轴之比为2的椭圆管风量最大,换热效果最佳。与圆管相比,在计算频率0 Hz400 Hz范围内,采用椭圆管可以降低最大声压级3分贝,降低最小声压级4.5分贝,并且在改善低频噪声方面有着更好的效果;两种椭圆管,长段轴之比为2的椭圆管的降噪效果更好,可以降低噪声4分贝。(3)不同结构换热器对贯流风机内非定常偏心涡的位置影响不大,但风量越大偏心涡尺寸越大,出风口蜗舌处压力最大。换热器结构的改变主要影响空气在换热器翅片间的紊流状况和初次流入贯流风扇的进气状态。(4)叶片尾缘锯齿化的贯流风机在一定程度上可以改善空气流动状况,降低噪声;当风机转速过高时,锯齿化叶片降低噪声所发挥的作用已不显著;锯齿化叶片在改善噪声状况的同时会造成风机流量的损失,因此在实际应用中需综合考虑风量与噪声二者之间的平衡。

关键词：空调室内机噪声 CFD 风道系统