In summary, test data relevant to a

In summary, test data relevant to aero-propulsion of cross-flow fans operating from low- to high-speed flow regimes, show total pressure ratio as high as 1.7 with compression efficiencies in the range of 80%. Although these efficiencies are low compared to axial propellers and fans, this drawback can potentially be compensated for by cross-flow fan integration for flow control (separation and circulation control) and distributed propulsion (wake filling, differential lift, and vectored thrust). The literature also reveals that little experimental work has been done on the development of high-performance cross-flow fans for aviation applications, including a long period of little or no activity between the late 1970s [12], [13] and [14] and the late 1990s [19], [42], [43] and [44]. Furthermore, it is unclear as to whether the features of the fans that were used for these high-speed tests were optimized. In particular, the question arises as to whether vortex cavities are appropriate or whether other wall features may be used to attain higher efficiencies.

4. Prediction methods for cross-flow fans
Compared to conventional turbomachines used in the gas turbine industry (e.g. axial fans and centrifugal compressors), the flow field in the cross-flow fan is much more complicated to predict. In particular, the impeller aerodynamics and the rather arbitrary fan housing geometries are so inter-dependent that they cannot be decoupled as is often done in conventional turbomachines where stream-surface methods (e.g., [45]) or other simplified models yield reliable predictive capability. As discussed earlier, although the flow in the cross-flow fan can be approximated as 2D, it is inherently unsteady since the impeller blades are subjected to strong variations in flow conditions as they move through one revolution. In particular, in one revolution, each blade experiences the first stage through-flow region (region A), then the paddling region (region B), then the second stage through-flow region (region A), and finally the eccentric vortex region (region C). In the two stages of the through-flow region the blade flow field can be modeled using a cascade airfoil method. However, as noted in Section 2, the flow is circumferentially non-uniform and highly unsteady in the blade frame of reference. As the blade circulation varies with time, shed vorticity is present inside the impeller and in the downstream duct regions. Fig. 26 shows a snap shot of the vorticity contours in a cross-flow fan predicted by an unsteady viscous flow CFD method developed by Moon et al. [15]. The figure clearly shows unsteady vortical flow behavior such as shedding from both first and second stage blading. Consequently, determination of appropriate cascade data for simplified modeling is very challenging as it must include these unsteady dynamic lift effects. Another challenge is modeling of the blade flow in regions B and C, where flow incidence varies over 360°. As seen in Fig. 26, the flow in these regions is highly rotational with large areas of flow separation. In the end, any useful simplified modeling technique will depend on its ability to predict the relative size of region A as a function of casing design and throttling condition since fan performance is strongly dependent upon the through-flow contraction (i.e. ratio of suction to discharge arc lengths, S1/S4), as discussed in Section 2. Finally, we note that the 2D nature of the flow field in the cross-flow fan is at least partially lost when integrating into a three-dimensional (3D) wing. For example, a swept wing with variable chord would produce spanwise variations in fan inlet flow conditions, and 3D flow effects are introduced by wing-induced circulation and by fan end-wall effects.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ในสรุป ทดสอบข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับ aero-การขับเคลื่อนของแฟนไหลข้ามจากระบอบต่ำ - การสูง- speed ขั้นตอนการดำเนินงาน แสดงอัตราส่วนความดันรวมเป็น 1.7 กับประสิทธิภาพการบีบอัดสูงในช่วงของ 80% แม้ว่าเหล่านี้ประสิทธิภาพจะต่ำเมื่อเทียบกับแกน propellers และแฟน ๆ คืนนี้สามารถอาจจะชดเชย โดยรวมพัดลมข้ามกระแสควบคุม (แยกและหมุนเวียน) และการขับเคลื่อนกระจาย (ไส้ ยกส่วนที่แตกต่าง และกระตุก vectored) วรรณคดีนอกจากนี้ยังพบว่า งานทดลองเล็ก ๆ แล้วพัฒนาแฟนข้ามขั้นตอนประสิทธิภาพสูงสำหรับการใช้งานการบิน รวมถึงระยะเวลาที่ยาวนานของน้อย หรือไม่มีกิจกรรมระหว่างปลายทศวรรษที่ 1970 [12], [13] และ [14] และปลายปี 1990 [19], [42], [43] [44] และ นอกจากนี้ มันไม่ชัดเจนไปว่าลักษณะการทำงานของพัดลมที่ใช้สำหรับทดสอบความเร็วสูงเหล่านี้ถูกปรับให้เหมาะสม เฉพาะ คำถามที่เกิดขึ้นกับว่า vortex ผุเหมาะสมหรือว่าอาจใช้ผนังห้องจะบรรลุประสิทธิภาพสูง4. คาดเดาวิธีการข้ามกระแสแฟน ๆเมื่อเทียบกับ turbomachines ทั่วไปที่ใช้ในอุตสาหกรรมกังหันก๊าซ (เช่นแกนพัดลมและเครื่องอัดแรงเหวี่ยง), ฟิลด์กระแสแฟนข้ามขั้นตอนจะซับซ้อนมากขึ้นเพื่อทำนาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง aerodynamics ผลักและพัดลมจะกำหนดที่อยู่อาศัยรูปทรงเรขาคณิตดังนั้นระหว่างขึ้นอยู่ว่า พวกเขาไม่สามารถเป็น decoupled เป็นมักจะทำใน turbomachines ปกติพื้นผิวกระแสวิธี (เช่น, [45]) หรือรุ่นอื่น ๆ ง่ายผลผลิตความสามารถในการคาดการณ์ความน่าเชื่อถือ ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ถึงแม้ว่ากระแสในพัดลมข้ามกระแสสามารถเลียนแบบเป็น 2D ได้ตั้ง unsteady เนื่องจากใบพัดผลักภายใต้รูปแบบแข็งในขั้นตอนพวกเขาเลื่อนหนึ่งปฏิวัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในหนึ่งการปฏิวัติ ใบมีดแต่ละประสบการณ์แรกระยะผ่านกระแสภูมิภาค (พื้นที่ A), แล้วภูมิภาคพายเรือ (ภาคข), แล้วขั้นสองผ่านกระแสภูมิภาค (พื้นที่ A), และในที่สุดภูมิภาค vortex แหกคอก (ภูมิภาค C) ในขั้นสองของภูมิภาคผ่านขั้นตอนการ ฟิลด์ขั้นตอนของใบมีดสามารถสร้างแบบจำลองใช้วิธี airfoil ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ตามที่ระบุไว้ในส่วน 2 ขั้นตอนการ มา circumferentially ไม่สม่ำเสมอ unsteady สูงในการอ้างอิงกรอบของใบมีด เป็นการหมุนเวียนใบมีดแตกต่างกันไป ด้วยเวลา โรง vorticity อยู่ภาย ในที่ผลัก และ ในภูมิภาคท่อปลายน้ำ Fig. 26 แสดงภาพสแน็ปอินของรูปทรง vorticity ในแฟนข้ามกระแสคาดการณ์ โดยการไหลความหนืด unsteady CFD วิธีพัฒนาโดยมูน et al. [15] ตัวเลขชัดเจนแสดงลักษณะกระแส unsteady vortical เช่นส่องจากอีกทั้งระยะแรก และสอง ดังนั้น กำหนดข้อมูลทั้งหมดที่เหมาะสมสำหรับการสร้างโมเดลง่ายเป็นท้าทายมากต้องรวมเหล่านี้ unsteady ลักษณะพิเศษแบบไดนามิกยก ความท้าทายอีกเป็นโมเดลของไหลใบมีดในภูมิภาค B และ C ที่เกิดกระแสไปจนกว่า 360 องศา เห็นใน Fig. 26 กระแสในภูมิภาคเหล่านี้เป็นอย่างมากในการหมุน มีพื้นที่ขนาดใหญ่ของการแยกไหล ในสุด เทคนิคการสร้างโมเดลง่ายประโยชน์ใด ๆ จะขึ้นอยู่กับความสามารถในการทำนายขนาดญาติภาค A เป็นฟังก์ชันของปลอกออกแบบ และควบคุมปริมาณเงื่อนไขเนื่องจากประสิทธิภาพการทำงานของพัดลมเป็นอย่างยิ่งขึ้นหดตัวผ่านขั้นตอน (เช่นอัตราส่วนของดูดไล่ความยาวส่วนโค้ง S1/S4), ตามที่อธิบายไว้ในส่วน 2 สุดท้าย เราทราบว่า ธรรมชาติ 2D ในพัดลมข้ามกระแสเงินไหลหายน้อยบางส่วนเมื่อรวมเป็นวิง (3D) แบบสามมิติ ตัวอย่าง วิง swept กับคอร์ดตัวแปรจะทำรูปแบบ spanwise ในเงื่อนไขกระแสทางเข้าของพัดลม และผลกระทบกระแส 3D มีการแนะนำ โดยทำให้เกิดการวิงเวียน และพัดลมผนังปลายผล

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในการสรุปข้อมูลการทดสอบที่เกี่ยวข้องกับยนตร์ขับเคลื่อนของแฟนไหลข้ามจากการดำเนินงานต่ำเพื่อระบอบการไหลความเร็วสูงแสดงอัตราส่วนความดันรวมสูงถึง 1.7 ที่มีประสิทธิภาพในการบีบอัดในช่วง 80% แม้ว่าประสิทธิภาพเหล่านี้จะต่ำเมื่อเทียบกับแกนใบพัดและแฟน ๆ ข้อเสียเปรียบนี้อาจจะได้รับการชดเชยจากการรวมกลุ่มแฟนไหลข้ามสำหรับการควบคุมการไหล (การแยกและการควบคุมการไหลเวียน) และกระจายแรงขับ (ตื่นเติมยกความแตกต่างและแรงผลักดันเวกเตอร์) วรรณคดีนอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าการทดลองเล็ก ๆ น้อย ๆ ได้รับการดำเนินการเกี่ยวกับการพัฒนาที่มีประสิทธิภาพสูงแฟนไหลข้ามสำหรับการใช้งานการบินรวมทั้งระยะเวลาที่ยาวนานของกิจกรรมน้อยหรือไม่มีเลยระหว่างปี 1970 [12] [13] และ [14] และปลายปี 1990 [19], [42], [43] และ [44] นอกจากนี้มันยังไม่ชัดเจนว่าคุณสมบัติของแฟน ๆ ที่ถูกนำมาใช้สำหรับการทดสอบเหล่านี้ความเร็วสูงได้รับการปรับให้เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งคำถามที่เกิดขึ้นเป็นไปได้ว่าฟันผุน้ำวนมีความเหมาะสมหรือไม่ว่าจะเป็นคุณสมบัติที่ผนังอื่นอาจจะใช้เพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพที่สูงขึ้น. 4 วิธีการทำนายสำหรับแฟนไหลข้ามเมื่อเทียบกับ turbomachines ธรรมดาใช้ในอุตสาหกรรมกังหันก๊าซ (เช่นแฟนแกนคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง) สนามการไหลในแฟนไหลข้ามเป็นความซับซ้อนมากขึ้นที่จะคาดการณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอากาศพลศาสตร์ใบพัดและพลค่อนข้างรูปทรงเรขาคณิตที่อยู่อาศัยแฟนจึงระหว่างขึ้นอยู่กับว่าพวกเขาไม่สามารถแยกเป็นมักจะทำใน turbomachines ธรรมดาที่วิธีการพื้นผิวกระแส (เช่น [45]) หรือรูปแบบที่เรียบง่ายอื่น ๆ ที่ให้ผลความสามารถในการคาดการณ์ที่เชื่อถือได้ . ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้แม้จะมีการไหลในแฟนข้ามไหลสามารถประมาณเป็น 2D มันเป็นไม่คงที่โดยเนื้อแท้ตั้งแต่ใบใบพัดอาจจะรูปแบบที่แข็งแกร่งในสภาพการไหลที่พวกเขาย้ายผ่านการปฏิวัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการปฏิวัติแต่ละใบมีประสบการณ์ขั้นตอนแรกในภูมิภาคผ่านการไหล (ภูมิภาค) จากนั้นภูมิภาคพาย (โซน B) จากนั้นขั้นตอนที่สองในภูมิภาคผ่านการไหล (ภูมิภาค A) และในที่สุดก็ภูมิภาควนประหลาด (ภูมิภาค C) ในขั้นตอนที่สองของภูมิภาคไหลผ่านสนามการไหลของใบมีดสามารถจำลองโดยใช้วิธีการ airfoil น้ำตก อย่างไรก็ตามตามที่ระบุไว้ในมาตรา 2 ไหลเป็น circumferentially ไม่สม่ำเสมอและมั่นคงอย่างมากในกรอบใบมีดของการอ้างอิง ขณะที่การไหลเวียนของใบมีดที่แตกต่างกันไปตามกาลเวลาหลั่ง vorticity เป็นปัจจุบันภายในใบพัดและในภูมิภาคท่อปลายน้ำ มะเดื่อ. 26 แสดงให้เห็นว่าสแน็ปช็ของรูปทรงใน vorticity แฟนไหลข้ามที่คาดการณ์ไว้โดยไม่มั่นคงไหลหนืดวิธี CFD พัฒนาโดยดวงจันทร์ et al, [15] ตัวเลขที่แสดงให้เห็นชัดเจนลักษณะการไหล vortical ไม่มั่นคงเช่นการส่องจากทั้งขั้นตอนแรกและครั้งที่สองเลอร์เบลด ดังนั้นการกำหนดข้อมูลน้ำตกที่เหมาะสมสำหรับการสร้างแบบจำลองง่ายเป็นสิ่งที่ท้าทายมากอย่างที่มันจะต้องมีผลกระทบเหล่านี้ไม่คงที่ลิฟท์แบบไดนามิก ความท้าทายอีกประการหนึ่งคือการสร้างแบบจำลองการไหลของใบมีดในภูมิภาค B และ C ซึ่งอุบัติการณ์การไหลแตกต่างกันกว่า 360 ° เท่าที่เห็นในรูป 26 การไหลในภูมิภาคนี้เป็นอย่างสูงในการหมุนที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่ของการแยกไหล ในท้ายที่สุดที่เป็นประโยชน์เทคนิคการสร้างแบบจำลองง่ายจะขึ้นอยู่กับความสามารถในการคาดการณ์ขนาดญาติของภูมิภาคเป็นฟังก์ชั่นของการออกแบบท่อและสภาพการควบคุมปริมาณตั้งแต่ประสิทธิภาพแฟนเป็นอย่างยิ่งขึ้นอยู่กับการหดตัวผ่านการไหล (เช่นอัตราส่วนของการดูดที่จะปล่อย ความยาวโค้ง S1 / S4) ตามที่กล่าวไว้ในมาตรา 2 สุดท้ายเราทราบว่าลักษณะ 2 มิติของสนามการไหลในแฟนไหลข้ามอย่างน้อยบางส่วนหายไปเมื่อการบูรณาการให้เป็นสามมิติ (3D) ปีก ยกตัวอย่างเช่นปีกกวาดคอร์ดกับตัวแปรที่จะผลิตรูปแบบ spanwise ในสภาพการไหลเข้าพัดลมและ 3D ผลกระทบการไหลได้ถูกนำเสนอโดยการไหลเวียนของปีกที่เกิดขึ้นและผลกระทบที่ปลายผนังแฟน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในการสรุปข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการขับเคลื่อนของอากาศข้ามกระแสแฟนปฏิบัติจากต่ำ - ระบบการไหลความเร็วสูง แสดงอัตราส่วนความดันรวมสูงถึง 1.7 กับประสิทธิภาพการบีบอัดอยู่ในช่วงร้อยละ 80 ถึงแม้ว่าประสิทธิภาพต่ำเมื่อเทียบกับใบพัดและแกนพัดลมงานนี้อาจจะถูกชดเชยโดยการรวมพัดลมไหลข้ามสำหรับการควบคุมการไหล ( การแยกและการกระจายการควบคุม ) และการขับเคลื่อน ( ปลุกกรอกค่าลิฟท์ และแทงเวกเตอร์ ) วรรณกรรมพบว่า งานทดลองเล็ก ๆน้อย ๆได้ทำในการพัฒนาประสิทธิภาพสูงข้ามกระแสแฟนๆสำหรับการใช้งานการบินรวมถึงระยะเวลาของกิจกรรมน้อยหรือไม่มีเลยระหว่างปลายทศวรรษ 1970 [ 12 ] , [ 13 ] และ [ 14 ] และปลายปี 1990 [ 19 ] , [ 42 ] , [ 43 ] และ [ 44 ] นอกจากนี้ มันยังไม่ชัดเจนว่าคุณสมบัติของพัดลมที่ใช้สำหรับการทดสอบความเร็วสูงเหล่านี้ ที่ดีที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งคำถามที่เกิดขึ้นว่า vortex ฟันผุเหมาะสมหรือคุณสมบัติอื่น ๆ อาจจะใช้เพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพสูง

4 . วิธีการพยากรณ์กระแสแฟนข้าม
เมื่อเทียบกับ turbomachines ธรรมดาที่ใช้ในอุตสาหกรรม เช่น กังหันก๊าซ และแกนพัดลมแรงเหวี่ยงอัด ) , สนามการไหลในการไหลของพัดลมข้ามเป็นความซับซ้อนมากขึ้นที่จะคาดเดาได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใบพัดพัดลมอากาศพลศาสตร์และค่อนข้างเผด็จการที่มีให้ อินเตอร์ ขึ้นที่อยู่อาศัยที่พวกเขาไม่สามารถทำในแบบที่มักจะเป็น ปกติ turbomachines ที่กระแสผิววิธีการ ( เช่น [ 45 ] ) หรืออื่น ๆรูปแบบความสามารถในการทำนายผลผลิตง่าย เชื่อถือได้ ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ แม้ว่าการไหลในการไหลของพัดลมข้ามสามารถประมาณค่าเป็น 2D ,มันเป็นอย่างโดยเนื้อแท้ที่ไม่มั่นคงเนื่องจากใบพัดใบพัดจะต้องเข้มแข็งในการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการไหลเช่นที่พวกเขาย้ายผ่านการปฏิวัติ 1 โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการปฏิวัติหนึ่ง แต่ละใบประสบการณ์ขั้นตอนแรกผ่านเขตการไหล ( ภูมิภาค ) แล้วพายเรือเขต ( โซน B ) แล้วขั้นที่สองผ่านเขตการไหล ( ภูมิภาค ) , และในที่สุดเขตน้ำวนนอกรีต ( โซน C )ใน 2 ขั้นตอนของเขตการไหลผ่านใบมีดสนามการไหลสามารถจำลองการใช้น้ำตกแบบวิธี อย่างไรก็ตาม ดังที่กล่าวไว้ในส่วนที่ 2 การไหลไม่สม่ำเสมอ circumferentially อย่างสูงและมั่นคงในใบกรอบของการอ้างอิง เป็นใบมีดที่แตกต่างกันกับเวลาการหลั่ง vorticity อยู่ภายในท่อใบพัดและในพื้นที่ปลายน้ำ ภาพประกอบ