Multi-objective optimization of a centrifugal fan based on flow simulations

Abstract

Turbomakinaların bir türü olan radyal fanlar endüstriyel uygulamalarda yüksek debi kapasiteleri ve kompakt yapıları nedeniyle gaz taşınması için yaygın olarak kullanılmaktadır. Fanlar çalışırken gürültüye neden olurlar. Çevresel gürültü kısıtlamaları ve güncel pazar talepleri nedeniyle, gürültü azaltma üreticilerin yüzleşmek zorunda olduğu bir durumdur. Üreticiler gerekli performansı sağlarken en düşük gürültü seviyesini sağlamaya odaklanmışlardır. Halen kullanılmakta olan düşük verimliliğe ve aeroakustik performansa sahip makinalar günümüz teknolojik olanakları kullanılarak geliştirilebilir. Bu nedenle, fan kaynaklı gürültü konusu son yıllarda artan araştırma ilgisi görmektedir. Daha önce yapılan gürültü analiz çalışmaları teorik formülasyonlar veya deneysel gürültü ölçümlerini kapsamaktadır. Sayısal analiz içerikli birçok araştırmada literatürde yer almaktadır fakat şimdiye kadar aerodinamik ve aeroakustik radyal fan optimizasyonu üzerine yapılmış olan çok az sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu projenin amacı akış simülasyonlarını kullanarak radyal fanlar için çok amaçlı optimizasyon yöntemi geliştirmektir.

As a type of turbomachinery, centrifugal fans are widely used for gaseous transportation in industrial applications due to their large capacity of mass flow and compactness. During the operation time fans make noise. Because of the strict environmental noise restrictions and recent market demands, noise reduction is one of the challenges that suppliers have to face. The manufacturers are focused on providing adequate performance while keeping the noise level as low as possible. Many machines having low efficiency and low aeroacoustic performances are still in operation and could be improved by using today?s technological facilities. Therefore, the noise generated by fans is receiving an increasing research interest in recent years. Most prior noise analysis study has dealt with theoretical formulations or experimental measurements on noise generation. Many reviewed researches based on numerical analysis are available in literature but very little work has been done so far on aerodynamic and aeroacoustic optimization of centrifugal fans. The aim of this project is to develop a multi-objective optimization methodology by making use of flow simulations.