For at adressere modsætningen mellem lavt lufttryk i klimaanlægsblæsere og behovet for både høj luftstrøm og lav støj, valgte denne undersøgelse en høj-prototype med aksial flowventilator til klimaanlæg som en sammenlignende forskningsmodel for swept-back-design. Prototypens grundlæggende struktur omfatter: pumpehjulets ydre diameter 409 mm, pumpehjulets diameter 120 mm, pumpehjulets-til-forhold 0,29, 4 blade, flowhastigheden 2220 m³/h, statisk tryk 20 Pa og rotationshastigheden 880 r/min. Det nye ventilatordesign prioriterer at sikre tilstrækkelig flowhastighed, mens der fokuseres på at forbedre den interne luftstrømsfordeling for at reducere støj.
Designet af den nye blæser er baseret på tidligere forskning i væskedynamik og eksisterende kvasi-tre-dimensionelle designmetoder. Den anvender førende-sweep-teknologi og en CFD/CAD-koblingstilgang. De strukturelle egenskaber af et typisk prototypeløbehjul estimeres ved hjælp af CAD, og fulde tre-dimensionelle CFD-beregninger udføres ved hjælp af den kommercielle software FLUENT for at undersøge dens eksterne og interne flowkarakteristika. Disse resultater sammenlignes derefter og analyseres med eksperimentelle resultater. Et foreløbigt kvasi-tre-hjuldesign udføres ved hjælp af konventionelle metoder, og CFD-beregninger udføres for at undersøge dets eksterne og interne flowkarakteristika. CAD/CFD-resultaterne for prototypeventilatoren og den nye ventilator sammenlignes og analyseres, og relevante parametre i det indledende design justeres for at opnå et bedre aerodynamisk layout. CFD bruges til at forudsige den justerede ventilators ydeevne, og relevante parametre justeres yderligere baseret på beregningsresultaterne for yderligere at optimere ventilatoren.
Derudover tages der også hensyn til parametre såsom bladkordelængde, vinklingsinstallationsvinkel, aerofoliens cambervinkel og aerofoliens midter-krumning i designet. Optimerede værdier og rimelig overensstemmelse mellem disse parametre udføres for at forbedre ventilatorens aerodynamiske og akustiske ydeevne.
Under hensyntagen til ovenstående faktorer, er den grundlæggende struktur af den designede nye blæser som følger: blæser ydre diameter 408 mm, løbehjulsdiameter 100 mm, løbehjuls-til-løbehjulsforhold 0,245, antal blade 4, bladspids/rodkordelængde 276/80 mm, fremadgående bøjningsvinkel 24 graders ep.
Numeriske simuleringer blev udført på både prototypeventilatoren og den nye ventilator inden for den samme udendørsenhed. Den faktiske enhed blev strukturelt forenklet under beregningerne, idet man forsømte indflydelsen fra varmeveksleren, udløbsgitteret, motoren og dens støtte, men under hensyntagen til sideluftindtaget.
Metoden med det endelige volumen blev brugt til at diskretisere kontrolligningerne, og det tre-dimensionelle konstante flowfelt for hele udendørsenheden blev løst ved hjælp af en separat implicit løsning. Spalart-Allmars turbulensmodel blev valgt til beregningerne med en anden-ordens opvindsforskelskema for konvektionsleddet og standard SIM PLE-algoritmen for tryk-temperaturkobling.
På grund af ventilatorsystemets kompleksitet brugte hele beregningsdomænet et ustruktureret mesh med en samlet maskestørrelse på 110 x 10⁴. Området, der indeholdt skovlhjulet, blev defineret som det roterende område og havde en større maskestørrelse. Trykgrænsebetingelser anvendes for både indløb og udløb, med atmosfæriske forhold ved indløbet og forskellige modtryk ved udløbet. Beregningen betragtes som konvergent, når restværdien er mindre end 1 x 10⁻³.
