수치해석을 이용한 시로코팬 휠 최적화 설계에 대한 연구

Abstract

자동차 산업에 있어서, 원심식 송풍기 Sirocco Fan은 전기차 시장 확대로 인해 차량용 HVAC, 배터리 쿨링 팬(BCF)과 같은 열관리 개념의 부품들에 대해 최적화 설계가 요구되고 있으나 각 개발 이슈별로 인자별 영향도 분석 후 DOE를 통한 Blower최적화 개발은 계산량(해석 경우의 수)이 많아 즉각 대응에 어려움이 있기 때문에 설계품질 향상에 제한이 많다. 따라서, 선행개발 개념으로서 40W급, 100W급, 300W급과 같이 출력별로 최적화 된 마스터 모델을 개발해두고 빠른 대응이 필요한 현업의 개발 이슈에 대하여 마스터 모델을 기반으로 기하학적 상사 혹은 부분수정을 통해 비교적 짧은 시간 안에 대응할 필요성이 있다. 하지만, 학술적으로는 자유롭게 Scroll 외곽 사이즈를 조절하여 Fan 형상을 최적화해도 상관없지만 실제 현업에서는 수많은 부품들로 구성된 완성차의 입장과, 부품을 개발하는 협력사로 구성되어, 마음대로 외곽 사이즈를 변경하기 어렵다. 이러한 이유로 본 연구에서는 외곽 사이즈의 변화는 고정요소로 두고 원심식 송풍기를 구성하고 있는 Scroll(하우징)과 Wheel(익차) 중에서 Scroll은 1개 모델로 고정하고 Wheel의 인자를 통해 Fan 성능을 최적화하였다.