مطالعه‌ی عددی میدان صوتی فن‌ قفس‌سنجانی و منابع صدای تونال در آن

گستردگی استفاده از فن‌های قفس‌سنجابی به ویژه در صنایع تهویه‌ی مطبوع و محیط‌های خانگی و صنعتی، سبب شکل‌گیری تحقیقات فراوانی در راستای بهبود عملکرد و کاهش صدای تولیدشده توسط این نوع از فن‌ها شده است. در تحقیقات گذشته، مهم‌ترین عامل ایجاد امواج صوتی در این دسته از فن‌ها، تقابل جریان خروجی از روتور و بدنه‌ی فن عنوان شده است. در این تحقیق، مطالعه‌ای عددی به‌منظور حل جریان سیال ناپایا درون فن، ایجاد نوسانات فشار روی بدنه‌ی فن، محاسبه‌ی شدت این میدان فشار در نواحی مختلف بدنه، بررسی سهم نواحی مختلف بدنه بر میدان صوتی فن و در نهایت تخمین الگوی میدان صوتی فن ترتیب داده شده است. نتایج حاصل نشان‌دهنده‌ی الگوی فشار نوسانی روی بدنه‌ی است. این الگو ناشی از برخورد جریان جت و دنباله‌ی خروجی از روتور با بدنه است. هم‌چنین سهم حداکثری نواحی مجاور زبانه‌ی خروجی در شکل‌گیری الگوی تشعشعی دوقطبی صدای فن قفس‌سنجابی نیز مشاهده گردید. از جمله مشاهدات دیگر، سهم ناچیز روتور در مقایسه با بدنه در ایجاد و شکل‌گیری میدان صوتی فن بود.

Numerical study on the acoustic field of a centrifugal fan and the tonal noise sources

The widespread use of squirrel cage fans, especially in ventilation and home and industrial environments, has led to the formation of many research efforts to improve performance and reduce the sound produced by this type of fan. In the literature, the most important factor in generating sound in this category of fans is the confrontation between the rotor exit flow and the volute of the fan. In this research, a numerical study was conducted to solve the unsteady fluid flow inside the fan, calculate the pressure fluctuations on the fan body and the intensity of this pressure field in different areas of the body, the study of the contribution of different areas of the body to the sound field fan and, and estimate the sound field pattern of fan. The results show a fluctuating pressure on the volute that is due to the collision of the jetwake rotor exit flow with the volute. Also, the maximum contribution of the cutoff adjacent regions was observed in the formation of a dipole sound radiation pattern. Another main observation was the insignificant rotor's contribution in sound filed compared to the volute.