Quạt không cánh là một công nghệ mới và hứa hẹn trong việc cải thiện hiệu suất thông gió và giảm tiếng ồn so với quạt truyền thống. Trong bài viết này, chúng tôi tiến hành mô phỏng và phân tích chi tiết về tiếng ồn của quạt không cánh thông qua sử dụng các phương pháp số và mô hình Aeroacoustic.
Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến tiếng ồn của quạt không cánh và đề xuất những cải tiến để giảm thiểu tiếng ồn.
Mục lục
Phương pháp mô phỏng
Chúng tôi sử dụng các phương pháp số học để mô phỏng dòng khí và luồng âm thanh tạo ra bởi quạt không cánh. Đầu tiên, chúng tôi giải quyết phương trình liên tục và phương trình động lượng của dòng khí trong phạm vi quạt không cánh, sử dụng phương pháp số hóa trình tự ẩn và bước thời gian ngầm.
Để đáp ứng yêu cầu về tính bền và ổn định, chúng tôi sử dụng lược đồ trung tâm cho các điều kiện khuếch tán. Điều này giúp chúng tôi thu được thông tin chính xác về tốc độ và áp suất của dòng khí.
Mô hình Aeroacoustic
Mô hình Aeroacoustic là gì
Mô hình Aeroacoustic là một phương pháp được sử dụng để dự đoán và tính toán tiếng ồn phát sinh từ các dòng khí chảy qua các cấu trúc hoặc bề mặt. Điều này liên quan chặt chẽ đến tương tác giữa dòng khí và bề mặt, tạo ra các dao động âm thanh và tiếng ồn.
Các mô hình Aeroacoustic thường được sử dụng trong nghiên cứu và mô phỏng trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, ô tô, hóa học, hàng hải và năng lượng. Đối với các ứng dụng này, việc dự đoán và kiểm soát tiếng ồn là một yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Có nhiều phương pháp và mô hình khác nhau trong lĩnh vực Aeroacoustic, mỗi phương pháp có điểm mạnh và hạn chế riêng. Một số phương pháp phổ biến bao gồm:
- Mô hình âm lượng: Mô hình này xem xét tác động của các dao động âm thanh tạo ra bởi dòng khí lên các bề mặt. Nó giúp tính toán các thông số âm lượng như áp suất âm, cường độ âm, và mức áp suất âm tại các điểm quan sát cố định.
- Mô hình dải tần số: Mô hình này tập trung vào tính toán phổ tần số của tiếng ồn tạo ra bởi các tác động dao động khác nhau. Điều này giúp phân tích phạm vi tần số của tiếng ồn và xác định các tần số chủ đạo có ảnh hưởng đến tiếng ồn nhiều nhất.
- Mô hình phổ hợp lý: Mô hình này sử dụng các thuật toán thống kê để phân tích dữ liệu và dự đoán tiếng ồn. Nó có thể tích hợp các thông tin từ nhiều mô hình khác nhau để cung cấp một dự đoán chính xác về tiếng ồn.
- Mô hình số học: Mô hình này sử dụng phương trình liên quan đến dòng khí và dao động âm thanh để mô phỏng chính xác quá trình tạo ra tiếng ồn từ các cấu trúc và bề mặt.
Sử dụng mô hình Aeroacoustic
Sau khi có thông tin về dòng khí từ mô phỏng, chúng tôi sử dụng mô hình Aeroacoustic để tính toán tiếng ồn tạo ra bởi quạt không cánh. Chúng tôi áp dụng mô hình nguồn tiếng ồn rộng bằng cách sử dụng phương pháp BNS (Broadband Noise Source) để xác định tốc độ cung cấp công suất tiếng ồn trên mỗi bề mặt.
Tiếp theo, chúng tôi sử dụng phương pháp FW-H (Ffowcs Williams-Hawkings) để tính toán áp suất âm thanh trên các điểm thu tiếng ồn cố định.
Kết quả và phân tích
Kết quả mô phỏng và tính toán cho thấy rằng quạt không cánh tạo ra tiếng ồn chủ yếu từ đoạn đầu vào dòng khí vào và đoạn đầu ra dòng khí ra. Cấu trúc không cánh của quạt tạo ra các Vorticity và tạo ra các gradient áp suất cao, là nguyên nhân chính gây nên tiếng ồn.
Đồng thời, kết quả cho thấy rằng tốc độ luồng khí đầu vào càng lớn thì tiếng ồn càng gia tăng.
Đề xuất cải tiến
Dựa trên kết quả phân tích, chúng tôi đề xuất một số cải tiến để giảm thiểu tiếng ồn của quạt không cánh. Thay đổi cấu trúc không cánh để giảm các Gradient áp suất và Vorticity tạo ra tiếng ồn là một trong những cải tiến tiềm năng.
Ngoài ra, việc kiểm soát tốc độ luồng khí đầu vào để duy trì ở mức thấp cũng là một phương pháp hữu ích để giảm tiếng ồn.
Giới thiệu một số mẫu quạt không cánh tiếng ồn thấp
Ở thời điểm hiện tại có khá nhiều mẫu quạt không cánh có tiếng ồn thấp, tuy nhiên vẫn có nhiều mẫu quạt không cánh ồn và hiệu quả thấp. Cùng chúng tôi điểm qua một số mẫu quạt không cánh có tiếng ồn thấp này nhé.
Quạt không cánh Midea AMS150-C là một sự lựa chọn tuyệt vời để tạo ra không gian yên tĩnh và thoải mái trong phòng ngủ. Với tiếng ồn rất thấp, gần như không đáng kể, quạt này đảm bảo rằng bạn và gia đình có một giấc ngủ ngon lành và không bị làm phiền bởi tiếng ồn từ quạt.
Ngoài ra còn một số mẫu quạt không cánh đến từ nhà Midea đảm bảo tiếng ồn thấp đến bất ngờ như: Midea AMS150-CJ, Midea AMS150E-TM, Midea AMS150E-PB.
Tạm kết
Trong bài viết này, chúng tôi đã mô phỏng và phân tích chi tiết về tiếng ồn của quạt không cánh thông qua sử dụng các phương pháp số và mô hình Aeroacoustic. Kết quả cho thấy rằng quạt không cánh tạo ra tiếng ồn chủ yếu từ đoạn đầu vào dòng khí vào và đoạn đầu ra dòng khí ra.
Chúng tôi đề xuất một số cải tiến để giảm thiểu tiếng ồn và cần tiếp tục nghiên cứu để hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến tiếng ồn của quạt không cánh và tối ưu hóa hiệu suất của nó.
