STAR-CCM+优化SUV风扇：多物理场模拟实现低噪声与高效设计

本文主要探讨了在整车低噪声风扇开发中，多物理场仿真软件STAR-CCM+的应用。作者王文龙、段传学、陈志刚和卢树强来自吉利汽车研究院有限公司，针对一款SUV车型的风扇进行了深入的研究。他们利用STAR-CCM+进行噪声和风量的模拟优化，目标是设计出既能保证冷却效能又能有效降低噪声的高效风扇。 在风扇的设计过程中，关键的技术手段包括采用波浪形叶片和调整叶片安装角。波浪形叶片设计旨在改善气动性能，减少流动分离，防止叶片失速，从而提高风扇的工作效率并降低能耗。叶片安装角的调整则有助于优化气流路径，减小气动噪声，如旋转噪声、冲击噪声和涡流噪声。通过STAR-CCM+的多目标优化功能，研究人员可以从流场分布、压力分布以及湍动能强度等多个角度分析影响噪声的关键因素。 文章强调了噪声对人体健康的影响，尤其是在汽车内部，长时间的高噪声环境可能导致注意力分散和情绪烦躁。因此，降低风扇噪声不仅关乎驾驶者的舒适性，也与车辆的整体用户体验密切相关。考虑到新能源汽车对散热系统的需求增加，以及对环保噪声控制的要求，优化风扇性能变得尤为重要。 为了达到这些目标，作者们首先建立了详细的轴流风扇几何模型，确保计算域准确反映风扇的实际尺寸。然后，通过STAR-CCM+的仿真，他们能够在设计初期就能预知风扇在实际运行条件下的噪声表现，避免了后期大量的试验和修改。 总结来说，这篇文章深入介绍了如何运用STAR-CCM+这一强大的工具来解决实际工程问题，特别是在汽车低噪声风扇设计中，通过精确的数值模拟和优化策略，实现了风扇性能的显著提升，这对于提升汽车产品的竞争力和满足消费者对低噪声环境的需求具有重要意义。