עיקרון עיצוב מאוורר זרימה צירית

לאור הסתירה בין לחץ האוויר הנמוך בביצועי מאווררי מזגנים לבין הדרישה לנפח אוויר גדול ורעש נמוך בשימוש, מחקר זה בחר אב טיפוס של מאוורר זרימה צירית עם ביצועים מצוינים למיזוג אוויר כמודל מחקר השוואתי עבור עיצוב סוחף מעוקל. המבנה הבסיסי של אב הטיפוס: אימפלר קוטר חיצוני 409 מ"מ, קוטר אימפלר 120 מ"מ, יחס אימפלר 0.29, מספר להבים 4, קצב זרימה 2220m3/h, לחץ סטטי 20Pa, מהירות 880r/min. העיצוב של המאוורר החדש מבוסס על הנחת היסוד של הבטחת קצב הזרימה, תוך התמקדות בשיפור חלוקת הזרימה הפנימית של המאוורר להפחתת הרעש.
העיצוב של המאוורר החדש מבוסס על מחקרים קודמים של דינמיקת נוזלים ושיטות קיימות לעיצוב כמעט-3D, תוך שימוש בטכנולוגיית כיפוף מובילה וצימוד CFD/CAD. המאפיינים המבניים של גלגל הרוח הטיפוסי מוערכים על ידי CAD, והתוכנה המסחרית FLUENT משמשת לביצוע חישובי CFD תלת מימדיים מלאים כדי לבחון את מאפייני הזרימה החיצוניים והפנימיים שלו, ולהשוות ולנתח עם תוצאות ניסוי; השיטה הקונבנציונלית משמשת ליצירת תכנון מעין-3D אימפלר ראשוני, ומבוצעים חישובי CFD כדי לבחון את מאפייני הזרימה החיצוניים והפנימיים שלו; תוצאות ה-CAD/CFD של מאוורר האב-טיפוס והמאוורר החדש מושוות ומנותחות, והפרמטרים הרלוונטיים של התכנון הראשוני מותאמים להשגת תוכנית פריסה אווירודינמית טובה יותר; CFD משמש לניבוי ביצועי המאוורר לאחר התאמה, והפרמטרים הרלוונטיים מותאמים עוד יותר בהתאם לתוצאות החישוב כדי לייעל את המאוורר.
בנוסף, יש לקחת בחשבון פרמטרים כמו אורך מיתר הלהב, זווית התקנת הלהב, זווית הלהבים וקו אמצע הקשת של גלגל האוויר. פרמטרים אלה מותאמים באופן סביר אחד לשני כדי לשפר את הביצועים האווירודינמיים-אקוסטיים של המאוורר.
בהתחשב בגורמים לעיל, המבנה הבסיסי של המאוורר החדש מתוכנן: הקוטר החיצוני של המאוורר הוא 408 מ"מ, קוטר האימפלר הוא 100 מ"מ, יחס האימפלר הוא 0.245, מספר הלהבים הוא 4 , אורך קצה הלהב/שורש הלהב הוא 276/80 מ"מ, זווית הכיפוף קדימה היא 44 מעלות וזווית הסוויפה קדימה היא 20 מעלות.
באותה יחידה חיצונית, אב הטיפוס המאוורר והמאוורר החדש מדומים מספרית בהתאמה. המכונה בפועל מפושטת כראוי בחישוב, והשפעת מחליף החום, סורג היציאה, המנוע והתושבת שלו אינה נחשבת, אך כניסת הצד נחשבת.
שיטת הנפח הסופי משמשת לדיסקרטציה של משוואות הבקרה, ושדה הזרימה הקבוע התלת מימדי של היחידה החיצונית כולה נפתר באופן מרומז. מודל הטורבולנציה של Spalart-Alm arcs משמש לחישוב, מונח ההסעה מאמץ את פורמט ההפרשים מסדר שני כלפי מעלה, וצימוד הלחץ-מעלה נפתר על ידי אלגוריתם ה-SIM PLE הסטנדרטי.
בשל מורכבות מערכת המאווררים, כל תחום החישוב משתמש ברשתות לא מובנות, ומספר הרשתות הכולל הוא 110 על 104. השטח בו נמצא האימפלר מוגדר כשטח המסתובב, שיש בו מספר רב של רשתות. תנאי גבול הלחץ משמשים הן לכניסה והן ליציאה. הכניסה היא בתנאים אטמוספריים, והיציאה ניתנת ללחצים גב שונים. כאשר הערך השיורי של כל חישוב קטן מ-1 x 10-3, החישוב נחשב כמתכנס.