0、引言
近年来大多数空调厂家或者消费者关心室外机的噪声，因此将其噪声减低也成为了增加市场竞争力的有效手段。
目前大量的研究应用于分体式空调室外机轴流风机的流动和声学预测中，采用试验对比了日本三菱电机空调器和国内某品牌空调器室外机组用风扇气动性能和噪声。采用CFD方法采用混合分析方法分别对其进行预估计算，做到预估声压与样机测试值比较吻合。JANG等l31采用CFD大涡模拟方法，获取轴流风叶叶片表面不同位置点的压力脉动信息，得出各因素对风机主要噪声频率的影响。田杰等基于CFD模拟方法，针对上下并联轴流风机系统建立了室外机气动声学预测方法。
本文以某款出口窗式空调器室外侧轴流风机风道系统为研究对象，基于CFD数值模拟结果，采用优化窗机外侧风道结构，从而达到降低噪声的目的。
1、研究对象及研究方法
1.1研究对象
本文研究的窗机室外侧轴流风机风道系统由压缩机腔体、冷凝器、电机腔体，以及钣金件外罩和中、后隔板等组成。窗机室内侧风机与室外侧风机共用同一电机，转速一致，试验时同时测试了室内侧风量性能、噪声水平的变化情况。测试工况主要选用风机高档，风机转速为1100rpm左右。
1.2数值分析方法
窗机室外侧内部流动CFD数值计算基于商用流体软件，求解不可压缩雷诺平均Navier-Stokes方程。湍流模型采用k-8模型，近壁面采用标准壁面函数，对流项采用二阶中心差分格式，扩散项采用二阶迎风格式，压力一速度的耦合采用SIMPLE方法。
定常CFD计算的收敛准则为连续性残差a<10-50非定常计算时间步长选择风叶旋转lo所需时间，计算风叶旋转10圈后的结果进行分析。CFD数值计算结果通过试验测试进行验证。
2、研究结果分析
2.1定常与非定常结果分析
通过CFD定常和非定常计算可得到冷凝器出口下游平行平面的风速分布，并将手持风速计测试得到的平面风速分布数据与之对比，从而说明了仿真与实际的一致性。CFD分析得到冷凝器进出口风速分布对指导冷凝器走管方式、优化换热提供了边界条件。
2.2后隔板附近流动分析
对CFD定常计算流场进行后处理分析，不难发现在风机以及后隔板导流圈附近流动十分混乱。分析原因其一是气流在此处加速并且方向发生较大转折，从而易产生低速流动区域：其二是风叶旋转做功，动静之间干涉易产生气流撞击、产生涡流等。因此，新方案将后隔板位置和形状进行调整后，计算得到出口流量有5%左右提升。
2.3轴流风叶设计分析
通过CFD后处理可以得到风叶表面的压力分布、风叶的主要做功区域等信息。借鉴分体室外机轴流风叶的设计，新轴流风叶方案采用了大弦长、小展弦比的前掠叶片。从流场来看，湍动能从最大数值上明显新轴流风叶由原风叶的20降低15.20因此，判断新轴流风叶流场中流动紊乱程度降低，噪声应有所改善。
3、试验结果
3.1轴流风叶方案试验
根据设计轴流风叶的CFD计算结果，制作了四款快速成型风叶样件，进行风量、噪声测试。从噪声角度出发，5#方案轴流风叶降噪效果最为明显，实测达到4dB(A)。
3.2综合试验
结合窗机内侧风机风道系统方案以及外侧风道后隔板方案，进行了综合方案测试在内、外风量均有提升的情况下，室外侧噪声降低了3.4dB( A)。
4、结论
基干CFD数据模拟方法，分析了窗机室外侧风机风道系统流动情况，实现对风机风道的优化，本文主要结论如下：
①利用CFD对窗式空调器的风道进行数值模拟，可以准确的发现空调风道内部中存在的流动问题以及问题存在的位置。②利用CFD数值模拟可以预先得知改进方案的效果，避免了产品开发优化的盲目性。③运用CFD模拟作为指导，使此款窗机在风量略有提升的前提下，室外侧噪声降低了3.4dB(A)，满足工程应用要求。
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