Side 28

Bag om Design af en ventilator: Udnyt CFD og FEA for optimal ydeevne Det kan virke ligetil at designe en ventilator, men faktisk kan denne proces være ret kompliceret. Ved hjælp af avancerede simuleringsteknikker, såsom Computational Fluid Dynamics (CFD) og Finite Element Analysis (FEA), er ingeniører nu i stand til at skabe ventilatorer, der ikke kun er meget effektive, men også ekstremt holdbare. Denne artikel ser nærmere på, hvordan man kan udnytte disse værktøjer til at designe en højtydende ventilator Af Yann Birnie-Scott, CFD-ingeniør, Novenco Building & Industry Før vi dykker ned i detaljerne omkring CFD og FEA, skal vi lige afklare, hvad de står for: • Computational Fluid Dynamics (CFD): Denne teknik bruges til at analysere strømning og varmeoverførsel i og om- kring objekter. I forbindelse med ventila- tordesign hjælper CFD med at forudsige luftstrømsmønstre, trykfordeling og sam- let ydeevne. • Finite Element Analysis (FEA): FEA er en metode til at analysere strukturer og komponenter under forskellige belastnin- ger og forhold. Metoden hjælper med at forklare, hvordan ventilatoren vil reagere på belastninger og deformationer ved drift. Designprocessen Det første skridt i designprocessen er at definere målene for ventilatordesignet og bestemme kravene til ydeevnen. Man skal overveje faktorer såsom luftmængde, trykstigning, støjniveau og energieffekti- vitet. Fastsættelse af disse kriterier styrer simuleringsbestræbelserne. Når målene er defineret, kan den grund- læggende geometri af ventilatoren skabes ved hjælp af CAD-software. Dette omfat- Bag Om er en række artikler, hvor skribenterne tager et spade- stik dybere i emnet. Har man selv lyst til at skrive en Bag Om-artikel, kontakt am@techmedia.dk 28 Yann Birnie-Scott, Novenco Building & Industry. VaVramrmeveevnetnilatitlaotroerer HVAC 3 · · 2025

Side 29

Bag om ter typisk vinger, nav og hus. Sørg for, at designet overholder de ønskede kriterier for ydeevnen. I tilfælde af en simpel ven- tilator skal man overveje parametre så- som vingeform, hældning og antal vinger, da disse faktorer har stor indflydelse på ydeevnen. CFD-simulering Et grundlæggende CFD-workflow omfat- ter beskrivelse af geometrien i et bereg- ningsnet (engelsk: meshing) , opstilling af realistiske randbetingelser, kørsel af si- muleringen og gentagelse af hele proces- sen. Lad os se nærmere på hvert trin: 1. Klargøring af geometrien og beregningsnettet Det første skridt i en CFD-analyse er op- rettelse af et beregningsnet. Et veldefine- ret net inddeler ventilatorgeometrien i små elementer, hvilket muliggør nøjagtige beregninger af strømningsdynamikkerne. Finere net giver bedre resultater, men kræver mere regnekraft. 2. Randbetingelser Indstil de passende randbetingelser for din simulering. Endeligt design af en Novenco ZerAx-ventilator. Beregningsnet om en Novenco ZerAx-vinge. Dette omfatter indløbshastig- hed, udløbstryk og vægfor- hold. En nøjagtig defi- nition af disse para- metre er afgørende for realistiske re- sultater. 3. Kørsel af simuleringen Når nettet og randbetingelserne er indstillet, er det tid til at køre CFD-simu- leringen. Her bruger vi Finite Volume Method til bevarelse af masse, momen- tum og energi fra celle til celle i vores net. Vi søger en løsning på Navier-Stokes-lig- ningerne, hvortil der indtil videre ingen analytisk løsning findes, og løsningen er da også et af de syv Millennium Prize Problems. Så en numerisk løsning skal findes ved at initialisere strømningsfeltet HVAC 3 · · 2025 CreaCtirnegatidinegalideenavlireonnvmiroenmtsents 29
    ...