The intent of this case study is to

The intent of this case study is to demonstrate one of the many complex characteristics of cross-flow fans. When the scope is broadened to include fan design variations, the problem becomes much more complicated. Difficulties arise for all models other than those that directly include all of the relevant physics, particularly the impeller–casing interaction and associated non-uniform, unsteady blade loading. While mean-line and through-flow models have proven to be very effective in axial and centrifugal turbomachinery, their usefulness for cross-flow fans may be limited. It may be possible to characterize and correlate the fan–casing coupling effects for certain classes of designs, but such methods are not really predictive. Full prediction methods must be able to handle a wide range of casing designs including those with cavity features, multi-element vortex walls, inlet counter-swirl and fan-wing integration. Finally, the analysis must be extended to include the effects of compressibility for high-speed application. As we proceed it will become evident that any method that utilizes reduced level modeling to represent the impeller action on the fluid (e.g., vortex-element or body-force methods), will face a similar need for calibration with test data, and any change in fan design may lead to differing blade performance attributes. Consequently, unsteady Navier–Stokes sliding mesh methods are now in favor for cross-flow fan analysis, as they are capable of adequately representing the fundamental flow physics.

3. Experimental studies of cross-flow fans for aviation
In this section, we review experimental work on cross-flow fans relevant to aviation. These applications are characterized by the need for in-line housing designs (e.g. casing 7 shown in Fig. 2), with operation from low-speed incompressible flow to high-speed flow with supersonic blade relative Mach number. The objective is to review the status of cross-flow fan development for use in aviation with respect to overall performance, along with studies aimed at improving performance by varying blade and housing geometrical characteristics. With the advance of computational methods (to be discussed in Section 4), these experimental data are also suitable for CFD validation work.

One of the few sets of combined global and detailed cross-flow fan data for aircraft applications available in the open literature is the work of Harloff, which was reported in 1979 as a doctoral dissertation from the University of Texas at Arlington [41]. The experimental part of the work was conducted at the Vought Systems Division of LTV Aerospace Corporation under a contract from the US Naval Air Systems Command for the Multi-Bypass Ratio Propulsion System Technology Development program [12]. Harloff [41] and Harloff and Wilson [13] contended that the cross-flow fan might be used in the field of aviation, but it would be necessary for the fan to be capable of operating over a much wider range of air speeds, from very low-speed operation (i.e. low subsonic) all the way up to transonic, whereby shocks would begin forming within the impeller and ducting, and flow choking would become a major concern. Also in the late 1970s, another effort was initiated at the Lockheed-Georgia Company by Hancock [14] to explore the potential of the cross-flow fan for integration into a wing to provide both propulsion and flow control, although not much data are available in the open literature from this work. Consequently, only the work on the cross-flow fan geometry developed by Harloff [41] will be discussed in detail in this section. Recently, a research group led by Hobson & Platzer at the Turbopropulsion Laboratory at the Naval Postgraduate School (NPS) embarked in a cross-flow fan experimental and computational research program using the same geometry as Harloff and Wilson [13] as their baseline case, and they made further advancements in this area by looking at off-design operations of the same fan and small variations of the housing geometry [18], [19], [42], [43] and [44].

The geometry of the cross-flow fan housing design developed and studied by Harloff [41] and Harloff and Wilson [13] and later duplicated by the research group at NPS [18], [19], [42], [43] and [44] is shown in Fig. 19 (fan rotation is clockwise). The cross-flow fan diameter is 0.305 m (12 in), with a span of 0.038 m (1.5 in). Shown in Fig. 20 is the impeller with a total of 30 double circular arc blades. The blade chord is around 0.046 m (1.8 in), yielding a blade aspect ratio of 0.83 and a fan inner-to-outer diameter ratio of 0.7. Note that in practice, for structural reasons, it was envisioned that low aspect ratio cross-flow fans would be stacked together to any desired length. The housing contains a primary vortex cavity (PVC) within the vortex wall as shown on the left of Fig. 19, and a secondary vortex cavity (SVC) located directly opposite in the entrance rear wall area. Note that this housing geometry is significantly different from the one shown in Fig. 10; although the concept of the three flow regions is still valid, with the SVC and PVC corresponding to region B (paddle region) and region C (eccentric vortex), respectively. It was hypothesized that the addition of these cavities improved fan performance by allowing the two vortices (the primary as well as the secondary vortex) to occupy distinct spaces, resulting in a potentially larger through-flow region (region A). Also, the presence of the PVC could result in more stable operation of the cross-flow fan by preventing the eccentric vortex from adversely affecting the size and stability of the through-flow region during throttling. In the case tested by Harloff [41], the inlet used was a bell-mouth shape corresponding to an in-line design, whereas the setup at NPS used an open inlet (Fig. 21). The outlet in both cases was set at 0.117 m (4.6 in). The cross-flow fan had a design pressure ratio of 1.89.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

จุดประสงค์ของกรณีศึกษานี้แสดงให้ เห็นถึงลักษณะซับซ้อนมากของแฟน ๆ ข้ามขั้นตอนอย่างใดอย่างหนึ่งได้ เมื่อเป็นขยายขอบเขตการรวมรูปแบบการออกแบบพัดลม ปัญหาจะซับซ้อนมากขึ้น ปัญหาเกิดขึ้นสำหรับทุกรุ่นเพิ่มเติมได้โดยตรงรวมทั้งหมดของฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการโต้ตอบผลัก – ปลอกและใบมีดไม่สม่ำเสมอ unsteady สัมพันธ์โหลด ในขณะที่ช่วงสาย และผ่านขั้นตอนการพิสูจน์ว่ามีประสิทธิภาพมากในการ turbomachinery ตามแนวแกน และแรงเหวี่ยง ประโยชน์ของพวกเขาสำหรับแฟน ๆ ข้ามขั้นตอนอาจจะจำกัด อาจมีลักษณะ และเชื่อมโยงผลกระทบคลัปพัดลมปลอกสำหรับบางประเภทของการออกแบบ แต่วิธีดังกล่าวไม่ใช่งานจริง ๆ วิธีการทำนายเต็มรูปแบบต้องสามารถจัดการออกแบบปลอกรวมทั้งลักษณะโพรง vortex หลายองค์ผนัง ทางเข้าของเคาน์เตอร์หมุนและพัดลมวิงรวมหลากหลาย ในที่สุด การวิเคราะห์ต้องขยายเพื่อรวมผลของ compressibility สำหรับความเร็วสูง เป็นเราดำเนินการ นั้นจะเห็นได้ชัดว่า ใด ๆ วิธีการที่ใช้ลดระดับการสร้างโมเดลเพื่อแสดงถึงการดำเนินการผลักบนน้ำ (เช่น องค์ประกอบ vortex หรือบังคับร่างกายวิธี) จะเผชิญต้องเหมือนกันสำหรับปรับเทียบกับข้อมูลทดสอบ และการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในการออกแบบพัดลมอาจนำไปสู่คุณลักษณะประสิทธิภาพใบมีดแตกต่างกัน ดังนั้น unsteady Navier-สโตกส์เลื่อนตาข่ายวิธีก็โปรดปรานสำหรับการวิเคราะห์ข้ามพัดลม เป็นพวกเขาสามารถแสดงฟิสิกส์ขั้นตอนพื้นฐานอย่างเพียงพอ3. ทดลองศึกษาข้ามกระแสแฟน ๆ สำหรับบินในส่วนนี้ เราตรวจสอบทดลองทำงานที่เกี่ยวข้องกับการบินข้ามกระแสแฟน ๆ โปรแกรมประยุกต์เหล่านี้มีลักษณะตามต้องการ (เช่นปลอก 7 แสดงใน Fig. 2), การออกแบบบ้านในบรรทัด ด้วยการดำเนินงานจากกระแส incompressible ต่ำความเร็วการไหลความเร็วสูงมีใบมีดความเร็วเหนือเสียงญาติเครื่องจักร วัตถุประสงค์คือเพื่อ ตรวจสอบสถานะของพัดลมขนสำหรับใช้บินกับประสิทธิภาพโดยรวม กับการศึกษาโดยมุ่งปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานโดยแตกต่างกันที่ใบมีด และที่อยู่อาศัยลักษณะ geometrical ด้วยล่วงหน้าวิธีคำนวณ (จะได้กล่าวถึงใน 4 ส่วน), ข้อมูลทดลองเหล่านี้ได้นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับงานตรวจสอบ CFDหนึ่งชุดไม่รวมส่วนกลาง และข้อมูลรายละเอียดพัดลมข้ามสำหรับการใช้งานเครื่องบินพร้อมใช้งานในเอกสารประกอบการเปิดคือ การทำงานของ Harloff ซึ่งรายงานในปีค.ศ. 1979 เป็นวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกเอกจากมหาวิทยาลัยเทกซัส [41] ส่วนการทดลองของงานถูกดำเนินการที่ Vought ระบบส่วนของ LTV บิน บริษัทภายใต้สัญญาจากเราเรืออากาศระบบคำสั่งสำหรับโปรแกรมพัฒนาเทคโนโลยีระบบขับเคลื่อนข้ามหลายอัตรา [12] Harloff [41] และ Harloff และ Wilson [13] contended ที่ พัดลมข้ามขั้นตอนอาจจะใช้ในด้านการบิน แต่มันจะจำเป็นสำหรับพัดลมสามารถทำงานช่วงกว้างมากของความเร็วอากาศ จากการดำเนินงานมากความเร็วต่ำ (เช่นต่ำ subsonic) ทางไป transonic โดยแรงกระแทกจะเริ่มขึ้นภายในผลักและ ducting และกระแส choking จะกลายเป็น ความกังวลหลัก ยัง ในปลายทศวรรษที่ 1970 ความพยายามอื่นเริ่มที่ บริษัทล็อกฮีดจอร์เจีย โดยแฮนค็อค [14] การสำรวจศักยภาพของพัดลมข้ามขั้นตอนสำหรับการรวมในปีกทั้งขับเคลื่อน และควบคุม ไหลแม้ว่าข้อมูลมากไม่มีเอกสารประกอบการเปิดงานนี้ด้วย ดังนั้น ทำงานเรขาคณิตระหว่างพัดลมที่พัฒนา โดย Harloff [41] จะกล่าวในรายละเอียดในส่วนนี้ ล่าสุด กลุ่มวิจัยนำ โดย Hobson และ Platzer ในห้องปฏิบัติการ Turbopropulsion ที่เรือมัธยมโรงเรียน (NPS) เริ่มต้นในโปรแกรมวิจัยทดลอง และคำนวณข้ามพัดลมใช้เรขาคณิตเดียวกันเป็น Harloff และ Wilson [13] เป็นกรณีพื้นฐานของพวกเขา และพวกเขาก้าวหน้าต่อไปในพื้นที่นี้ โดยดูที่การดำเนินการปิดออกของพัดลมเหมือนกันและรูปแบบขนาดเล็กของอยู่อาศัยรูปทรงเรขาคณิต [18] , [19], [42], [43] [44] และเรขาคณิตของพัดลมข้ามขั้นตอนที่อยู่อาศัยออกแบบพัฒนา และศึกษา โดย Harloff [41] และ Harloff และ Wilson [13] และซ้ำในภายหลัง โดยกลุ่มวิจัยที่ NPS [18], [19], [42], [43] [44] และแสดง 19 Fig. (พัดลมหมุนเป็นเข็มนาฬิกา) เส้นผ่าศูนย์กลางระหว่างพัดลมเป็น 0.305 เมตร (12 in), กับระยะ 0.038 เมตร (1.5 in) แสดงใน Fig. 20 ถูกผลัก ด้วยจำนวนใบมีดโค้งแบบวงกลมคู่ที่ 30 คอร์ดเบลดเป็นประมาณ 0.046 m (1.8 ใน), ผลผลิตอัตราส่วนกว้างยาวของใบมีดของ 0.83 และแบบพัดลมเส้นผ่าศูนย์กลางภายในการนอกอัตราส่วน 0.7 โปรดสังเกตว่า ในทางปฏิบัติ โครงสร้างเหตุผล มันถูกจินตนาการให้แฟนข้ามกระแสต่ำอัตราจะซ้อนกันไปยาวต้อง ที่บ้านประกอบด้วยช่องหลัก vortex (PVC) ภายในผนัง vortex ที่แสดงทางด้านซ้ายของ Fig. 19 และโพรง vortex รอง (เล็ก) อยู่ตรงข้ามบริเวณผนังด้านหลังทางเข้า โปรดสังเกตว่า รูปทรงเรขาคณิตนี้อยู่อาศัยแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญจากแสดงใน Fig. 10 แม้ว่าแนวคิดขั้นตอนที่สามในภูมิภาคจะยังคงถูกต้อง เล็กและ PVC ที่สอดคล้องกับภูมิภาค B (พายภูมิภาค) และภูมิภาค (หลุดโลก vortex), C ตามลำดับ มันถูกตั้งสมมติฐานว่าที่แห่งพัฒนาการเหล่านี้ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของพัดลม โดยให้สอง vortices (หลักเช่น vortex รอง) เพื่อครอบครองพื้นที่ทั้งหมด ในภูมิภาคผ่านขั้นตอนอาจมีขนาดใหญ่ (พื้นที่ A) ยัง ของ PVC สามารถทำในการดำเนินงานที่มั่นคงของพัดลมข้ามกระแส โดยการป้องกันไม่ให้ส่งผลต่อขนาดและความมั่นคงของภูมิภาคผ่านขั้นตอนในระหว่างการควบคุมปริมาณ vortex หลุดโลก ในกรณีทดสอบ โดย Harloff [41], ทางเข้าของใช้มีรูปร่างปากระฆังที่สอดคล้องกับแบบในบรรทัด ในขณะที่การตั้งค่าที่ NPS ใช้อ่าวเปิด (Fig. 21) ร้านในทั้งสองกรณีถูกตั้ง 0.117 เมตร (4.6 ใน) แฟนข้ามขั้นตอนการออกแบบความดันของ 1.89 ได้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เจตนาของกรณีศึกษานี้คือการแสดงหนึ่งในลักษณะที่ซับซ้อนมากของแฟน ๆ ไหลข้าม เมื่อขอบเขตที่มีการขยายการรวมรูปแบบการออกแบบพัดลมจะกลายเป็นปัญหาซับซ้อนมากขึ้น ความยากลำบากที่เกิดขึ้นสำหรับทุกรุ่นอื่นนอกเหนือจากที่ได้โดยตรงรวมทั้งหมดของฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งใบพัด-ปลอกปฏิสัมพันธ์และการที่เกี่ยวข้องไม่สม่ำเสมอ, ใบมีดโหลดไม่คงที่ ในขณะที่ค่าเฉลี่ยของเส้นและรูปแบบการไหลผ่านได้พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพมากใน turbomachinery แกนและแรงเหวี่ยงประโยชน์ของพวกเขาสำหรับแฟนไหลข้ามอาจจะมี จำกัด มันอาจจะเป็นไปได้ที่จะมีความสัมพันธ์ลักษณะและผลกระทบที่มีเพศสัมพันธ์แฟนท่อสำหรับการเรียนบางอย่างของการออกแบบ แต่วิธีการดังกล่าวไม่ได้ทำนายจริงๆ วิธีการทำนายเต็มจะต้องสามารถที่จะจัดการกับความหลากหลายของการออกแบบตัวเครื่องรวมทั้งผู้ที่มีคุณสมบัติที่ช่องหลายองค์ประกอบผนังน้ำวน, ทางเข้าเคาน์เตอร์หมุนและบูรณาแฟนปีก ในที่สุดการวิเคราะห์จะต้องมีการขยายไปยังรวมถึงผลกระทบของการอัดสำหรับการประยุกต์ใช้ความเร็วสูง ในขณะที่เราดำเนินการต่อไปก็จะกลายเป็นที่เห็นได้ชัดว่าวิธีการที่ใช้ใด ๆ การสร้างแบบจำลองระดับที่ลดลงจะเป็นตัวแทนของการดำเนินการผลักดันในของเหลว (เช่นน้ำวนองค์ประกอบหรือวิธีการที่ร่างกายกำลัง) จะเผชิญกับความต้องการที่คล้ายกันสำหรับการสอบเทียบกับข้อมูลการทดสอบและการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในการออกแบบแฟนอาจนำไปสู่ผลการดำเนินงานที่แตกต่างกันคุณลักษณะใบมีด ดังนั้นไม่มั่นคง Navier-Stokes เลื่อนตาข่ายวิธีการอยู่ในขณะนี้ในความโปรดปรานสำหรับการวิเคราะห์แฟนไหลข้ามเช่นที่พวกเขามีความสามารถเพียงพอที่จะเป็นตัวแทนของการไหลฟิสิกส์พื้นฐาน. 3 การศึกษาทดลองของแฟนไหลข้ามสำหรับการบินในส่วนนี้เราจะตรวจสอบการทำงานทดลองแฟนไหลข้ามที่เกี่ยวข้องกับการบิน โปรแกรมเหล่านี้จะโดดเด่นด้วยความจำเป็นในการในสายการผลิตการออกแบบที่อยู่อาศัย (เช่นปลอก 7 แสดงในรูปที่. 2) มีการดำเนินงานตั้งแต่ความเร็วต่ำไหลที่ไม่ไหลความเร็วสูงที่มีใบมีดเหนือเลขมัคญาติ วัตถุประสงค์คือการตรวจสอบสถานะของการพัฒนาแฟนไหลข้ามสำหรับการใช้งานในการบินด้วยความเคารพต่อประสิทธิภาพโดยรวมพร้อมกับการศึกษามุ่งเป้าไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพที่แตกต่างกันโดยใบมีดและที่อยู่อาศัยลักษณะทางเรขาคณิต ด้วยความก้าวหน้าของวิธีการคำนวณ (ที่จะกล่าวถึงในมาตรา 4) เหล่านี้ข้อมูลการทดลองยังเหมาะสำหรับการทำงานตรวจสอบ CFD. หนึ่งในชุดกี่รวมทั่วโลกและมีรายละเอียดข้อมูลที่แฟนไหลข้ามสำหรับการใช้งานเครื่องบินที่มีอยู่ในวรรณกรรมเปิด การทำงานของ Harloff ซึ่งได้รับการรายงานในปี 1979 เป็นวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสอาร์ลิงตัน [41] ส่วนการทดลองของงานที่ได้รับการดำเนินการที่ Vought ระบบกองการบินและอวกาศ LTV คอร์ปอเรชั่นภายใต้สัญญาจากสหรัฐอเมริกาทหารเรืออากาศระบบคำสั่งสำหรับอัตราส่วนหลายบายพาสโปรแกรมพัฒนาเทคโนโลยีระบบขับเคลื่อน [12] Harloff [41] และ Harloff และวิลสัน [13] เกี่ยงว่าแฟนไหลข้ามอาจจะนำมาใช้ในด้านการบิน แต่มันจะเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับแฟนคลับที่จะเป็นความสามารถในการดำเนินงานในช่วงที่กว้างมากของความเร็วอากาศจาก การดำเนินการมากความเร็วต่ำ (เช่นเปรี้ยงปร้างต่ำ) ทั้งหมดทางขึ้นไป transonic โดยแรงกระแทกจะเริ่มก่อตัวขึ้นภายในใบพัดและท่อและไหลสำลักก็จะกลายเป็นความกังวลหลัก นอกจากนี้ในปี 1970 ความพยายามอีกเป็นจุดเริ่มต้นที่ บริษัท ล็อกฮีดจอร์เจียโดยแฮนค็อก [14] การสำรวจศักยภาพของแฟนไหลข้ามสำหรับการรวมเข้าปีกเพื่อให้การขับเคลื่อนและการควบคุมการไหลแม้จะไม่ได้มีอยู่ข้อมูลมาก ในวรรณคดีเปิดงานนี้ ดังนั้นเฉพาะการทำงานในรูปทรงเรขาคณิตแฟนไหลข้ามที่พัฒนาโดย Harloff [41] จะมีการหารือในรายละเอียดในส่วนนี้ เมื่อเร็ว ๆ นี้กลุ่มวิจัยที่นำโดยโอกาสและ Platzer ที่ห้องปฏิบัติการ Turbopropulsion ที่โรงเรียนนายเรือสูงกว่าปริญญาตรี (NPS) ลงมือในโครงการวิจัยแฟนไหลข้ามทดลองและการคำนวณโดยใช้รูปทรงเรขาคณิตเช่นเดียวกับ Harloff และวิลสัน [13] ในกรณีพื้นฐานของพวกเขา และพวกเขาทำให้ความก้าวหน้าต่อไปในพื้นที่นี้โดยดูที่การดำเนินการปิดการออกแบบของแฟนเหมือนกันและรูปแบบขนาดเล็กของเรขาคณิตที่อยู่อาศัย [18] [19], [42], [43] และ [44]. รูปทรงเรขาคณิตของที่ แฟนไหลข้ามออกแบบที่อยู่อาศัยการพัฒนาและการศึกษาโดย Harloff [41] และ Harloff และวิลสัน [13] และทำซ้ำในภายหลังโดยกลุ่มวิจัยที่กรมอุทยานฯ [18] [19], [42], [43] และ [44] คือ แสดงในรูป 19 (หมุนตามเข็มนาฬิกาเป็นแฟน) เส้นผ่าศูนย์กลางแฟนไหลข้ามคือ 0.305 เมตร (12) กับช่วง 0.038 เมตร (1.5) แสดงในรูป 20 ใบพัดมีจำนวนใบมีดวงกลม 30 คู่ คอร์ดใบมีดอยู่ที่ประมาณ 0.046 เมตร (1.8) ยอมอัตราส่วนใบ 0.83 และพัดลมอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางภายในไปนอก 0.7 โปรดทราบว่าในทางปฏิบัติสำหรับเหตุผลที่โครงสร้างมันก็คาดว่าอัตราส่วนต่ำแฟนไหลข้ามจะถูกเรียงซ้อนกันกับความยาวที่ต้องการ ที่อยู่อาศัยที่มีโพรงน้ำวนหลัก (PVC) ภายในผนังน้ำวนที่แสดงทางด้านซ้ายของรูป 19 และช่องวนรอง (SVC) ตั้งอยู่ตรงข้ามโดยตรงในบริเวณทางเข้าด้านหลังกำแพง โปรดทราบว่ารูปทรงเรขาคณิตที่อยู่อาศัยนี้อย่างมีนัยสำคัญแตกต่างจากที่แสดงในรูป 10; แม้ว่าแนวคิดของสามภูมิภาคไหลยังคงถูกต้องกับ SVC และพีวีซีที่สอดคล้องกับภูมิภาค B (ภูมิภาคพาย) และภาค C (น้ำวนประหลาด) ตามลำดับ มันถูกตั้งสมมติฐานว่าการเพิ่มขึ้นของฟันผุเหล่านี้ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของพัดลมโดยให้ทั้งสอง vortices (หลักเช่นเดียวกับกระแสน้ำวนรอง) ที่จะครอบครองพื้นที่ที่แตกต่างกันส่งผลให้ในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่อาจเกิดขึ้นผ่านการไหล (ภูมิภาค A) นอกจากนี้การปรากฏตัวของพีวีซีอาจส่งผลในการดำเนินงานมีเสถียรภาพมากขึ้นของแฟนไหลข้ามโดยการป้องกันน้ำวนผิดปกติจากการส่งผลกระทบต่อขนาดและความมั่นคงของภูมิภาคผ่านการควบคุมปริมาณการไหลในช่วง ในกรณีที่การทดสอบโดย Harloff [41], ทางเข้าที่ใช้เป็นทรงระฆังปากที่สอดคล้องกับการออกแบบในสายการผลิตในขณะที่การติดตั้งที่กรมอุทยานฯ ที่ใช้ทางเข้าเปิด (รูปที่. 21) ร้านในทั้งสองกรณีที่ถูกตั้งไว้ที่ 0.117 เมตร (4.6) พัดลมไหลข้ามมีอัตราส่วนความดันออกแบบ 1.89

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

จุดประสงค์ของการศึกษานี้ ก็เพื่อแสดงให้เห็นลักษณะที่ซับซ้อนมากที่แฟนไหลข้าม เมื่อขอบเขตเป็นวงกว้างรวมถึงรูปแบบการออกแบบพัดลม , ปัญหาจะซับซ้อนมากขึ้น ปัญหาเกิดขึ้นได้ทุกรุ่น นอกจากผู้ที่โดยตรงรวมถึงทั้งหมดของฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปลอกที่ไม่สม่ำเสมอและปฏิสัมพันธ์ ,โหลดดาบมั่นคง ในขณะที่หมายถึงสายและผ่านรูปแบบการไหลได้พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพมากในแนวแกนและแรงเหวี่ยง turbomachinery ประโยชน์ของพวกเขาสำหรับแฟน ๆไหลข้ามอาจจะ จำกัด มันอาจเป็นไปได้ที่จะศึกษาและหาความสัมพันธ์ของพัดลมท่อข้อต่อและผลกระทบต่อการเรียนบางอย่างของการออกแบบ แต่วิธีการดังกล่าวจะไม่พยากรณ์ .วิธีการพยากรณ์เต็มรูปแบบจะต้องสามารถที่จะจัดการกับช่วงกว้างของท่อออกแบบรวมทั้งผู้ที่มีคุณสมบัติช่ององค์ประกอบหลาย Vortex ผนังเคาน์เตอร์หมุนขาเข้า รวมพัดลมปีก ในที่สุด การวิเคราะห์จะต้องขยายเพื่อรวมผลของการใช้ความเร็วสูงขณะที่เราดำเนินการจะกลายเป็นหลักฐานว่าวิธีการที่ใช้ลดระดับการเป็นตัวแทนในการดำเนินการเกี่ยวกับของเหลว ( เช่น Vortex องค์ประกอบหรือวิธีการบังคับร่างกาย ) หน้าจะต้องเหมือนกันสำหรับการสอบเทียบกับข้อมูลการทดสอบและการเปลี่ยนแปลงใด ๆในการออกแบบพัดลมอาจมีคุณลักษณะสมรรถนะใบที่แตกต่าง จากนั้นสมการนาเวียร์ - สโตกส์แบบไม่เลื่อนตาข่ายวิธีการในขณะนี้โปรดปรานสำหรับข้ามการวิเคราะห์พัดลมไหลเช่นที่พวกเขามีความสามารถเพียงพอที่เป็นตัวแทนของการไหลพื้นฐานฟิสิกส์

3 การศึกษากระแสแฟนข้ามสำหรับการบิน
ในส่วนนี้เราตรวจสอบงานทดลองที่อัตราการไหล แฟน ๆที่เกี่ยวข้องกับการบิน โปรแกรมเหล่านี้มีความต้องการในการออกแบบที่อยู่อาศัย ( เช่นปลอก 7 แสดงในรูปที่ 2 ) มีการดำเนินงานจากการไหลความเร็วสูงอัดการไหลความเร็วสูงด้วยดาบเหนือญาติมัค . วัตถุประสงค์คือเพื่อตรวจสอบสถานะของการพัฒนาพัดลมไหลข้ามเพื่อใช้ในการบินและประสิทธิภาพโดยรวม พร้อมกับศึกษามุ่งปรับปรุงประสิทธิภาพโดยการเปลี่ยนใบมีดและที่อยู่อาศัยเชิงลักษณะด้วยล่วงหน้าของวิธีการคำนวณ ( จะกล่าวถึงในมาตรา 4 ) ข้อมูลเหล่านี้ยังเหมาะสำหรับการตรวจสอบงาน CFD .

หนึ่งในไม่กี่ชุดรวมทั่วโลกและรายละเอียดการไหลของพัดลมข้ามข้อมูลสำหรับอากาศยานโปรแกรมที่มีอยู่ในวรรณคดีเปิดการทำงานของ harloff ซึ่งถูกรายงานในปี 1979 เป็นวิทยานิพนธ์ ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่อาร์ลิงตัน [ 41 ]ส่วนการทดลองของงานดำเนินการที่ระบบวอตกอง LTV การบินบริษัทภายใต้สัญญาจากเราระบบอากาศกองทัพเรือคำสั่งสำหรับหลายข้ามอัตราส่วนระบบขับเคลื่อนเทคโนโลยีการพัฒนาโปรแกรม [ 12 ] harloff [ 41 ] และ harloff วิลสัน [ 13 ] เกี่ยงว่า Cross Flow พัดลมอาจจะใช้ในด้านการบินแต่มันจำเป็นสำหรับแฟนคลับที่จะสามารถปฏิบัติการในช่วงที่กว้างมากของความเร็วลม ความเร็วสูงมาก ( เช่นจากการต่ำ subsonic ) ตลอดทางขึ้นถึง transonic ซึ่งแรงกระแทกจะเริ่มขึ้นรูปภายในและการไหลของท่อใบพัด และสำลักจะกลายเป็นความกังวลหลัก นอกจากนี้ในปลายทศวรรษความพยายามอื่น เป็นโครงการที่บริษัทล็อกฮีดจอร์เจียโดยแฮนค็อก [ 14 ] เพื่อสำรวจศักยภาพของการไหลของพัดลมข้ามสำหรับการรวมเป็นปีกให้ทั้งการขับเคลื่อนและการควบคุมการไหล แม้ว่าข้อมูลไม่มากมีอยู่ในวรรณคดีเปิดจากงานนี้ จากนั้นเพียงทำงานในการไหลของพัดลมข้ามเรขาคณิตที่พัฒนาโดย harloff [ 41 ] จะกล่าวถึงในรายละเอียดในส่วนนี้ เมื่อเร็วๆ นี้ คณะวิจัยที่นำโดย ฮ็อบสัน&แพลทเซอร์ที่ turbopropulsion ปฏิบัติการที่โรงเรียนปริญญาเอกกองทัพเรือ ( NPS ) เริ่มต้นในการไหลของพัดลมข้ามทดลองและโปรแกรมการวิจัยคำนวณโดยใช้เรขาคณิตแบบ harloff วิลสัน [ 13 ] เป็นกรณีพื้นฐานของพวกเขาและพวกเขาทำให้ความก้าวหน้าต่อไปในพื้นที่นี้ โดยดูจากการออกแบบการดำเนินงานของพัดลมเดียวกันและรูปแบบของที่อยู่อาศัยขนาดเล็กเรขาคณิต [ 18 ] , [ 19 ] , [ 42 ] , [ 43 ] และ [ 44 ] .

เรขาคณิตของการไหลของพัดลมข้ามที่อยู่อาศัยการออกแบบพัฒนาและศึกษาโดย harloff [ 41 ] และ harloff และวิลสัน [ 13 ] และต่อมาทำซ้ำโดยกลุ่มงานวิจัยที่ กฟผ. [ 18 ] , [ 19 ] , [ 42 ] , [ 43 ] และ [ 44 ] จะแสดงในฟิค19 ( พัดลมหมุนเป็นเข็มนาฬิกา ) การไหลของพัดลมข้ามเส้นผ่าศูนย์กลางเป็น 0.305 m ( 12 ) กับช่วง 0.038 เมตร ( 1.5 ) แสดง 20 รูป เป็นใบพัดมีทั้งหมด 30 คู่กลมส่วนโค้งของใบมีด ใบมีดคอร์ดรอบ ( M ( 1.8 ) ให้ผลผลิตใบมีดอัตราส่วนกว้างยาวเท่ากับ 0.83 และพัดลมภายในอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.7 . ทราบว่าในการปฏิบัติสำหรับเหตุผลของโครงสร้างมันเป็นวิสัยทัศน์ที่กระแสแฟนข้ามอัตราส่วนต่ำจะซ้อนกันเพื่อความยาวที่ต้องการ ที่อยู่อาศัยประกอบด้วยโพรงวอร์หลัก ( PVC ) ภายใน vortex ผนังตามที่แสดงในด้านซ้ายของ 19 รูป และช่อง vortex มัธยม ( SVC ) ตั้งอยู่ตรงข้ามทางเข้าด้านหลังผนังบริเวณ หมายเหตุเรขาคณิตที่อยู่อาศัยนี้แตกต่างจากที่แสดงในรูปที่ 10 ;