Lai novērstu pretrunu starp zemu gaisa spiedienu gaisa kondicionētāja ventilatoros un vajadzību pēc lielas gaisa plūsmas un zema trokšņa līmeņa, šajā pētījumā tika izvēlēts augstas veiktspējas aksiālās plūsmas ventilatora prototips gaisa kondicionēšanai kā salīdzinošās izpētes modelis aizmugures konstrukcijai. Prototipa pamatstruktūrā ietilpst: lāpstiņriteņa ārējais diametrs 409 mm, lāpstiņriteņa diametrs 120 mm, lāpstiņriteņa -līdz- attiecība 0,29, 4 lāpstiņas, plūsmas ātrums 2220 m³/h, statiskais spiediens 20 Pa un rotācijas ātrums 880 apgr./min. Jaunajā ventilatora dizainā prioritāte ir nodrošināt pietiekamu plūsmas ātrumu, vienlaikus koncentrējoties uz iekšējās gaisa plūsmas sadalījuma uzlabošanu, lai samazinātu troksni.
Jaunā ventilatora dizains ir balstīts uz iepriekšējiem šķidruma dinamikas pētījumiem un esošajām kvazi{0}}trīs{1}}dimensiju projektēšanas metodēm. Tajā tiek izmantota vadošā-malu slaucīšanas tehnoloģija un CFD/CAD savienojuma pieeja. Tipiska lāpstiņriteņa prototipa strukturālās īpašības tiek novērtētas, izmantojot CAD, un pilni trīs-dimensiju CFD aprēķini tiek veikti, izmantojot komerciālo programmatūru FLUENT, lai pārbaudītu tā ārējās un iekšējās plūsmas raksturlielumus. Pēc tam šie rezultāti tiek salīdzināti un analizēti ar eksperimentālajiem rezultātiem. Provizoriska kvazi{8}}trīs-dimensionāla lāpstiņriteņa konstrukcija tiek veikta, izmantojot parastās metodes, un tiek veikti CFD aprēķini, lai pārbaudītu tā ārējās un iekšējās plūsmas raksturlielumus. Tiek salīdzināti un analizēti ventilatora prototipa un jaunā ventilatora CAD/CFD rezultāti, un atbilstošie parametri sākotnējā projektā tiek pielāgoti, lai panāktu labāku aerodinamisko izkārtojumu. CFD tiek izmantots, lai prognozētu noregulētā ventilatora veiktspēju, un atbilstošie parametri tiek tālāk pielāgoti, pamatojoties uz aprēķinu rezultātiem, lai vēl vairāk optimizētu ventilatoru.
Turklāt projektēšanā ir ņemti vērā arī tādi parametri kā lāpstiņas akorda garums, lāpstiņas uzstādīšanas leņķis, aerodinamiskā spārna izliekuma leņķis un spārna vidējais izliekums. Lai uzlabotu ventilatora aerodinamisko un akustisko veiktspēju, tiek veiktas optimizētas vērtības un saprātīga šo parametru saskaņošana.
Ņemot vērā iepriekš minētos faktorus, projektētā jaunā ventilatora pamatstruktūra ir šāda: ventilatora ārējais diametrs 408 mm, lāpstiņriteņa diametrs 100 mm, lāpstiņriteņa -pret-attiecība 0,245, lāpstiņu skaits 4, lāpstiņas gals/saknes akordas garums 276/80 mm, uz priekšu 0 grādi bend leņķis 2 grādi.
Skaitliskās simulācijas tika veiktas gan ventilatora prototipam, gan jaunajam ventilatoram tajā pašā āra blokā. Faktiskais mezgls aprēķinu laikā tika konstruktīvi vienkāršots, neņemot vērā siltummaiņa, izplūdes režģa, motora un tā balsta ietekmi, bet ņemot vērā sānu gaisa ieplūdi.
Ierobežotā tilpuma metode tika izmantota, lai diskretizētu vadības vienādojumus, un visas āra vienības trīsdimensiju vienmērīgās plūsmas lauks tika atrisināts, izmantojot atsevišķu netiešu risinājumu. Aprēķiniem tika izvēlēts Spalart-Allmars turbulences modelis ar otrās -kārtības pretvēja starpības shēmu konvekcijas termiņam un standarta SIM PLE algoritmu spiediena-temperatūras savienojumam.
Ventilatoru sistēmas sarežģītības dēļ visā skaitļošanas jomā tika izmantota nestrukturēta acs ar kopējo acu izmēru 110 x 10⁴. Reģions, kurā atrodas lāpstiņritenis, tika definēts kā rotējošs apgabals, un tam bija lielāks acu izmērs. Spiediena robežnosacījumi tiek izmantoti gan ieplūdei, gan izplūdei, ar atmosfēras apstākļiem ieplūdē un atšķirīgu pretspiedienu pie izejas. Aprēķins tiek uzskatīts par konverģentu, ja atlikušā vērtība ir mazāka par 1 x 10⁻³.
