Validación del Método de Lattice Boltzmann para la Simulación de Aerodinámica y Aeroacústica en un Ventilador Centrífugo
Autores: Schäfer, Rebecca; Böhle, Martin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Validación del Método de Lattice Boltzmann para la Simulación de Aerodinámica y Aeroacústica en un Ventilador Centrífugo
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Requisitos legales
Requisitos del mercado
Reducción del ruido del ventilador
Eficiencia energética
Método de Lattice Boltzmann
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Debido a que los requisitos legales y del mercado se están volviendo más estrictos, la reducción del ruido del ventilador, además de la eficiencia energética, representa un desafío para los diseñadores de productos de ventiladores. La mayoría de los estudios experimentales están asociados con enfoques de prueba y error. Por lo tanto, los métodos numéricos son en su mayoría preferibles. Sin embargo, la predicción cuantitativa del ruido emitido por ventiladores radiales a través de simulaciones numéricas sigue siendo un desafío. El método de Lattice Boltzmann (LBM) es un enfoque relativamente nuevo que promete un cálculo directo de la aerodinámica acoplada con la aeroacústica. Este artículo presenta una simulación LBM de un ventilador centrífugo utilizando el código comercial Lattice Boltzmann SIMULIA PowerFLOW de Dassault Systèmes. El modelo de simulación incluye tanto el impulsor del ventilador como la carcasa en espiral. De acuerdo con el montaje experimental, el ventilador se montó en un banco de pruebas para analizar cuatro puntos de operación diferentes. Los resultados de la simulación LBM fueron validados por mediciones experimentales. La información del flujo en términos de aumento de presión y eficiencia del ventilador centrífugo en función del caudal están en buena concordancia. Considerando los espectros acústicos y la frecuencia de paso de las palas, la simulación pudo predecir con precisión el ruido del ventilador centrífugo. Los resultados de la simulación también se utilizan para visualizar el flujo y el campo acústico dentro del ventilador para detectar características de flujo que generan ruido. Al evaluar la fluctuación de presión filtrada en el volumen de fluido y en la pared, se pueden identificar cuatro fuentes principales de ruido del ventilador centrífugo.
Descripción
Debido a que los requisitos legales y del mercado se están volviendo más estrictos, la reducción del ruido del ventilador, además de la eficiencia energética, representa un desafío para los diseñadores de productos de ventiladores. La mayoría de los estudios experimentales están asociados con enfoques de prueba y error. Por lo tanto, los métodos numéricos son en su mayoría preferibles. Sin embargo, la predicción cuantitativa del ruido emitido por ventiladores radiales a través de simulaciones numéricas sigue siendo un desafío. El método de Lattice Boltzmann (LBM) es un enfoque relativamente nuevo que promete un cálculo directo de la aerodinámica acoplada con la aeroacústica. Este artículo presenta una simulación LBM de un ventilador centrífugo utilizando el código comercial Lattice Boltzmann SIMULIA PowerFLOW de Dassault Systèmes. El modelo de simulación incluye tanto el impulsor del ventilador como la carcasa en espiral. De acuerdo con el montaje experimental, el ventilador se montó en un banco de pruebas para analizar cuatro puntos de operación diferentes. Los resultados de la simulación LBM fueron validados por mediciones experimentales. La información del flujo en términos de aumento de presión y eficiencia del ventilador centrífugo en función del caudal están en buena concordancia. Considerando los espectros acústicos y la frecuencia de paso de las palas, la simulación pudo predecir con precisión el ruido del ventilador centrífugo. Los resultados de la simulación también se utilizan para visualizar el flujo y el campo acústico dentro del ventilador para detectar características de flujo que generan ruido. Al evaluar la fluctuación de presión filtrada en el volumen de fluido y en la pared, se pueden identificar cuatro fuentes principales de ruido del ventilador centrífugo.