采用CFD/CAA分布耦合仿真方法,在额定工况下对发动机冷却风扇叶片吸力面是否设置凸起楔形结构的两种方案的流场与声场进行三维数值模拟,研究了楔形结构对冷却风扇气动性能和噪声性能的影响。结果表明,该楔形结构对冷却风扇气动性能影响较小,而对其噪声性能影响显著;设置了楔形结构后冷却风扇进出风口噪声值分别下降8.8%和8.9%,风量略有增加。通过分析冷却风扇流场及声场的分布情况,可知楔形结构在叶片吸力面起到了＂涡流发生器＂的作用,促进边界层提前转捩,进而大大降低了叶片表面气流过早分离引起的涡流噪声,因此总声压级也明显下降。

为解决超大长径比深孔加工排屑困难问题,在分析DF系统负压排屑作用机理的基础上,建立负压射流模型,通过采用填充部分前/后分离区所占区域的方法,设计了一种位于射流喷嘴处的楔形结构,以减少前/后分离区的能量损耗。理论计算及Fluent仿真优化实验结果表明,该楔形尺寸在长度L1=75mm、宽度L2=1mm时效果最好,切削液流速增大约10.07%,湍流动能增大约11.39%,负压区压力值减小约79.26%,该楔形结构提高了负压排屑能力,最大程度地减少了前/后分离区的能量损耗。