자동차 엔진 냉각시스템용 Fan의 Sweep이 소음에 미치는 영향에 대한 수치해석 연구 The numerical study of aero-acoustic characteristics to sweep factor of fan in automotive engine cooling system원문보기
최근에 자동차 및 전자기기의 냉각 시스템에 축류 형 팬의 사용이 다양화 되어지고 있는 추세이다. 이로 인해 팬에서 발생하는 소음은 해결되어야 할 중요한 문제로 부각되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 수치해석적인 연구와 실험들이 수행되어 오고 있으나 엔진 시스템 전체를 고려한 소음의 연구는 미비한 실정이다. 그 이유는 냉각 시스템, 특히 자동차의 엔진 냉각 시스템인 CRFM(Condenser, radiator, fan & motor)을 포함한 유동장 내에서의 소음관련 특성을 분석하는 것이 용이하지 않기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 전체 시스템을 고려한 ...
최근에 자동차 및 전자기기의 냉각 시스템에 축류 형 팬의 사용이 다양화 되어지고 있는 추세이다. 이로 인해 팬에서 발생하는 소음은 해결되어야 할 중요한 문제로 부각되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 수치해석적인 연구와 실험들이 수행되어 오고 있으나 엔진 시스템 전체를 고려한 소음의 연구는 미비한 실정이다. 그 이유는 냉각 시스템, 특히 자동차의 엔진 냉각 시스템인 CRFM(Condenser, radiator, fan & motor)을 포함한 유동장 내에서의 소음관련 특성을 분석하는 것이 용이하지 않기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 전체 시스템을 고려한 유동해석 및 소음해석에 대하여 수치해석적인 접근을 모색하여 Fan의 Sweep을 구성하는 4가지의 변수가 소음 스펙트럼인 총괄소음(overall sound pressure level)과 BPF(blade passing frequency)에서의 톤 소음에 미치는 영향을 분석하는데 있다. 이러한 목적을 위하여 비정상 유동해석 시 난류모델과 시간증분을 위한 Time Step에 따른 소음해석 결과를 분석 하였다. 수치해석 모델의 타당성을 검증하기 위하여 실험을 통하여 측정된 소음 스펙트럼과 비교하였다. 본 연구 대상인 CRFM의 소음해석에서는 LES 난류모델과 1.0°/step의 시간증분 값이 실험값과 가장 유사함을 알 수 있었고, Sweep의 변수인 Tip에서의 각도와 기울기는 총괄소음에 영향이 크고 Hub에서의 각도와 기울기는 회전소음에 영향이 더 큰 것을 확인하였다. 연구에 사용된 모든 유동해석과 소음해석은 상용 소프트웨어인 Fluent를 사용하여 해석하였다.
최근에 자동차 및 전자기기의 냉각 시스템에 축류 형 팬의 사용이 다양화 되어지고 있는 추세이다. 이로 인해 팬에서 발생하는 소음은 해결되어야 할 중요한 문제로 부각되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 수치해석적인 연구와 실험들이 수행되어 오고 있으나 엔진 시스템 전체를 고려한 소음의 연구는 미비한 실정이다. 그 이유는 냉각 시스템, 특히 자동차의 엔진 냉각 시스템인 CRFM(Condenser, radiator, fan & motor)을 포함한 유동장 내에서의 소음관련 특성을 분석하는 것이 용이하지 않기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 전체 시스템을 고려한 유동해석 및 소음해석에 대하여 수치해석적인 접근을 모색하여 Fan의 Sweep을 구성하는 4가지의 변수가 소음 스펙트럼인 총괄소음(overall sound pressure level)과 BPF(blade passing frequency)에서의 톤 소음에 미치는 영향을 분석하는데 있다. 이러한 목적을 위하여 비정상 유동해석 시 난류모델과 시간증분을 위한 Time Step에 따른 소음해석 결과를 분석 하였다. 수치해석 모델의 타당성을 검증하기 위하여 실험을 통하여 측정된 소음 스펙트럼과 비교하였다. 본 연구 대상인 CRFM의 소음해석에서는 LES 난류모델과 1.0°/step의 시간증분 값이 실험값과 가장 유사함을 알 수 있었고, Sweep의 변수인 Tip에서의 각도와 기울기는 총괄소음에 영향이 크고 Hub에서의 각도와 기울기는 회전소음에 영향이 더 큰 것을 확인하였다. 연구에 사용된 모든 유동해석과 소음해석은 상용 소프트웨어인 Fluent를 사용하여 해석하였다.
Axial Fans are used in various cooling system of automobile and electronic device. And the noise generated by these fans causes one of the most serious problem. There are many numerical studies and experiments for fan noise have been performed. But there is little research of fan noise considering r...
Axial Fans are used in various cooling system of automobile and electronic device. And the noise generated by these fans causes one of the most serious problem. There are many numerical studies and experiments for fan noise have been performed. But there is little research of fan noise considering resistance of whole cooling system because of difficulty in obtaining unsteady information about the flow field including cooling system, especially automotive engine cooling system, CRFM(condenser, radiator, fan and motor). The objective of this study is to understand how the sweep factors composed of 4 variables of fan affect to acoustic spectrum, OSPL(overall sound pressure level) and tonal noise at BPF(blade passing frequency), in CRFM. For this objective, the proper numerical methods of unsteady flow analysis for CRFM are studied through comparing analytical noise level with Lab. test result. With the computed unsteady flow field, noise level is predicted by Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) equations. In this study, adequate numerical method is suggested having very similar noise level compared Lab. test result. With this method, effects of variant sweep angles and slopes are studied for noise characteristics through DOE(design of experiment). All simulations including flow and acoustic analysis are performed by Fluent, commercial code.
Axial Fans are used in various cooling system of automobile and electronic device. And the noise generated by these fans causes one of the most serious problem. There are many numerical studies and experiments for fan noise have been performed. But there is little research of fan noise considering resistance of whole cooling system because of difficulty in obtaining unsteady information about the flow field including cooling system, especially automotive engine cooling system, CRFM(condenser, radiator, fan and motor). The objective of this study is to understand how the sweep factors composed of 4 variables of fan affect to acoustic spectrum, OSPL(overall sound pressure level) and tonal noise at BPF(blade passing frequency), in CRFM. For this objective, the proper numerical methods of unsteady flow analysis for CRFM are studied through comparing analytical noise level with Lab. test result. With the computed unsteady flow field, noise level is predicted by Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) equations. In this study, adequate numerical method is suggested having very similar noise level compared Lab. test result. With this method, effects of variant sweep angles and slopes are studied for noise characteristics through DOE(design of experiment). All simulations including flow and acoustic analysis are performed by Fluent, commercial code.
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