Sistemi di climatizzazione più silenziosi sugli aeromobili
La pompa a getto d’aria subsonico per i sistemi di climatizzazione deve essere posizionata in prossimità della cabina passeggeri e della cabina equipaggio. La correlazione tra rumore e ipoacusia, disfunzione cardiovascolare, disturbi del sonno e riduzione delle funzionalità mentali rende necessarie misure tese al contenimento di tale fenomeno. Il progetto OPA (Optimisation of air jet pump design for acoustic application), finanziato dall’UE, intendeva valutare modelli in grado di ridurre le emissioni acustiche. I partner del progetto hanno ottimizzato in termini di aerodinamica una pompa subsonica utilizzando analisi RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes/Equazioni di Navier-Stokes mediate) e LES (Large Eddy Simulation). Le equazioni RANS identificano le tendenze nel comportamento del flusso quando si esegue uno studio dei parametri, mentre l’analisi LES fornisce un affidabile e accurato esame delle configurazioni più promettenti. Gli studiosi hanno usato le equazioni RANS per selezionare diverse configurazioni ed eseguito simulazioni numeriche attraverso un modello di turbolenza, con normale software commerciale. Il team OPA ha analizzato la produzione di energia cinetica di turbolenza, la distribuzione della pressione di parete, l’indice di uniformità e i componenti di vorticosità. Ciò ha contribuito a ottenere informazioni sulla posizione e la forza delle sorgenti acustiche e sulle prestazioni di miscelazione. Il team ha quindi selezionato i tre progetti più promettenti e la linea di base per ulteriore sperimentazione e valutazione. È stata quindi fabbricata la configurazione di base e sono state progettate tre soluzioni ottimizzate. I ricercatori hanno sviluppato simulazioni del regime instabile di un funzionamento semplificato di una pompa a getto. I risultati sono poi stati confrontati con i dati sperimentali allo scopo sia di valutare le prestazioni dell’anello di prova nell’ambito della produzione di rappresentazioni accurate, sia di perfezionare il modello per le future campagne di sviluppo. I modelli LES sono stati completati e applicati a diverse configurazioni, rivelando il design più promettente. L’iniziativa OPA ha gettato luce sull’aerodinamica delle pompe a getto subsonico, la propagazione del rumore e le tecniche di riduzione attraverso un approccio numerico e sperimentale combinato. L’effettiva riduzione delle emissioni acustiche registrerà importanti benefici per i passeggeri, gli equipaggi e i produttori.
Parole chiave
Aria condizionata, pompa a getto d’aria subsonico, riduzione del rumore, OPA
