Cichsza klimatyzacja w samolotach
Poddźwiękowe pompy strumieniowe do systemów klimatyzacji trzeba umieszczać w pobliżu kabin pasażerów i załogi. Ponieważ hałas powoduje uszkodzenie słuchu, choroby układu krążenia, zaburzenia snu i problemy psychiczne, jego ograniczanie jest bardzo ważne. Celem finansowanego ze środków UE projektu OPA (Optimisation of air jet pump design for acoustic application) była ocena różnych konstrukcji pod kątem hałasu. Partnerzy projektu zoptymalizowali poddźwiękową pompę strumieniową pod kątem parametrów aerodynamicznych przy pomocy analiz metodą opartą na równaniach Naviera-Stokesa z uśrednieniem Reynoldsa (RANS) oraz metodą dużych wirów (LES). Metoda RANS pozwala na określenie zachowania przepływu podczas przeprowadzania badania parametrycznego, a LES umożliwia dokładne i pewne analizowanie najbardziej obiecujących konfiguracji. Uczeni wykorzystali metodę RANS do wybrania kilku konfiguracji oraz przeprowadzili symulacje numeryczne przy pomocy modelu turbulencji i komercyjnego oprogramowania. Zespół OPA przeanalizował produkcję energii kinetycznej turbulencji, rozkład ciśnienia na ścianach, wskaźnik równomierności oraz składniki dotyczące wirowości. W ten sposób uzyskano informacje na temat umiejscowienia i siły źródeł akustycznych oraz wydajności mieszania. Następnie wybrano trzy najbardziej obiecujące konstrukcje i konstrukcję odniesienia do dalszych eksperymentów i oceny. Wyprodukowano konfigurację referencyjną i zaprojektowano trzy zoptymalizowane rozwiązania. Uczeni opracowali symulacje nieustalonego reżimu pracy uproszczonej pompy strumieniowej. Wyniki tych prac zostały porównane z danymi doświadczalnymi w celu oceny sprawności instalacji testowej w zakresie generowania dokładnych reprezentacji, a także dopracowania modelu pod kątem przyszłych prac rozwojowych. Modele LES ukończono i zastosowano je do kilku konfiguracji, wyłaniając najbardziej obiecującą z nich. Projekt OPA przyczynił się do poszerzenia wiedzy na temat aerodynamiki poddźwiękowych pomp strumieniowych, propagacji hałasu i technik jego ograniczania dzięki zastosowaniu podejścia łączącego metody numeryczne i eksperymentalne. Skuteczne zmniejszenie hałasu będzie ważne zarówno dla pasażerów, załogi, jak i producentów.
Słowa kluczowe
Klimatyzacja, poddźwiękowa pompa strumieniowa, zmniejszenie hałasu, OPA
