A Study on Three-Dimensional Flow Analysis and Noise Source of Sirocco Fan

시로코 팬의 3차원 유동해석 및 소음원에 관한 연구

Abstract

This study examined the flow and noise inside a sirocco fan for ventilation as a commercial program. To confirm only the location and power of the noise source, flow analysis was performed with steady state flow analysis. Through flow analysis, the flow was observed in the sirocco fan and the velocity vector. The pressure distribution inside was observed with contours. From the results of steady analysis, the position and size of the noise source could be seen using the 'Curle surface acoustic power' and 'Proudman acoustic power'. The Curle surface acoustic power can be used to observe the noise from the surface. The Proudman acoustic power can be used to detect noise generated in the flow region because the position and size of the noise source generated inside the sirocco fan can be seen only in the steady state. Therefore it is necessary to further analyze the unsteady state to check the frequency of the noise generated. This study provides basic data for improving the performance of the Sirocco fan and reducing the noise.

본 논문에서는 환기를 위한 시로코 팬의 내부에서 유동 및 소음을 해석하기 위해 상용프로그램으로 해석하였다. 소음원의 위치와 크기만을 확인하기 위해 유동해석은 정상 상태 유동 해석을 진행하였다. 유동 해석을 통해 시로코 팬의 내부에서 발생하는 유동의 속도와 속도 벡터로 유동의 흐름을 보았다. 내부의 압력 분포는 contour로 결과를 보았다. 정상 상태 유동 해석 결과에서 Curle surface acoustic power와 Proudman acoustic power를 활용하여 해석결과로부터 소음원의 위치와 크기를 볼 수 있다. Curle surface acoustic power으로 표면에서 발생하는 소음을 볼 수 있다. Proudman acoustic power으로 유동영역에서 발생하는 소음을 볼 수 있다. 정상 상태에서 시로코 팬의 내부에서 발생하는 소음원의 위치와 크기만 볼 수 있기 때문에 발생하는 소음의 주파수를 확인하기 위해서는 추가적으로 비정상 상태 해석을 진행할 필요가 있다. 본 연구를 통해 시로코 팬의 성능을 향상시키고 소음을 저감하기 위한 연구의 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

Fig. 1. Shape of sirocco fan(a) Shape of case (b) Shape of impeller

Fig. 3. Contour of pressure on the vertical plane section of sirocco fan

Fig. 4. Vector of velocity on the plane section of sirocco fan

Fig. 5. Contour of velocity on the plane section of sirocco fan

Fig. 6. Contour of Proudman Acoustic Power on the vertical plane section of sirocco fan

Fig. 7. Contour of Proudman Acoustic Power on the horizontal plane section of sirocco fan

Fig. 8. Contour of Curl Surface Acoustic Power(a) the surface of sirocco fan case(b) the surface of impeller

Fig. 9. Plot of Curl Surface Acoustic Power on the Line of blade Front Side

Fig. 10. Plot of Curl Surface Acoustic Power on the Line of blade Back Side

Fig. 11. Plot of Proudman Acoustic Power on the Line in the sirocco fan