案例分享 | 松下公司采用 Cradle CFD 创新方法改善室内空气流通
运用流体—结构仿真进行吊扇设计
吊扇在东南亚和中东国家很普遍。根据各个国家的设计偏好和功能需求，松下公司提供了各种类型的吊扇（图 1）。
图 1：各国提供的吊扇
吊扇都会采取一些安全措施，例如防止掉落。Shigemori 先生表示：由于叶片的振动，吊扇有可能损坏或掉落到地板上；而在某些情况下则可能是由于来自空调的风，这种风在遇到吊扇时会加大风压（外压）。在吊扇手册上写有警告提示，但吊扇有可能被安装在空调附近，因此松下公司需要通过仿真来验证安全性。
该分析涉及计算作用在吊扇叶片上的作用力及其如何使叶片变形，松下公司需要运用流体与结构分析的协同仿真。为此使用了MSC软件的Cradle scFLOW和MSC Nastran。
这两款软件当初是分别设计的，这给数据导入造成了不便。最近推出的 MSC 协同仿真引擎在连通性和控制方面有所改善。
scFLOW 估算出的叶片表面压力值提供给 MSC Nastran，相应地，MSC Nastran 估算出的变形量提供给 scFLOW。由此可估算出可能出现变形和振动的位置及时间。图 2 给出了仿真结果比较：无外力时，吊扇以稳定的变形率旋转（图 2 下）；有空调风时，吊扇叶片以复杂的方式振动（图 2 上）。Shigemori 先生指出：“通过以动画的形式查看仿真结果，我们可以观察各种复杂行为。”
图2：空调风导致的吊扇瞬态变形
未来的挑战
关于下一步工作，Shigemori 先生指出：“我们已经能够运用仿真进行定性比较和评估，但我们现在希望提高准确性，并且有一天能将其用于定量评估。另一个目标是扩大协同仿真的领域。
可以肯定的是，松下公司将继续致力于通过创新型研发来改善室内空气质量。
图3：风叶表面压力和内流畅
图4：风机性能优化
