Broadband noise mitigation in axial fan through CAA simulations

In an era defined by strict regulations on emissions and environmental impact, the design of sustainable components is no longer a mere advantage but a necessity. However, beyond visible pollutants, there exists a more insidious and often overlooked form of contamination: noise pollution. In certain applications- such as the one explored in this study-it is imperative to develop components that are not only energy efficient and environmentally sustainable but also acoustically optimized. Among the various sources of noise, aeroacoustic noise presents one of the greatest challenges due to its intricate generation mechanisms and the complexity of its mitigation. This challenge, coupled with advances in computational fluid dynamics (CFD), serves as the foundation of this master's thesis. Through a comprehensive analysis of the generation of noise in fluid flows-grounded in the fundamental principles of fluid dynamics and aeroacoustics-this study offers valuable information on effective design strategies to reduce aeroacoustic noise. By bridging theoretical understanding with practical engineering applications, this work aims to contribute to the development of quieter and more efficient technological solutions.

In un’epoca caratterizzata da normative sempre più stringenti sulle emissioni e sull’impatto ambientale, la progettazione di componenti sostenibili non rappresenta più un semplice vantaggio, ma una necessità. Tuttavia, oltre agli inquinanti visibili, esiste una forma di contaminazione più insidiosa e spesso trascurata: l’inquinamento acustico. In alcune applicazioni, come quella analizzata in questo studio, diventa essenziale sviluppare componenti che non siano soltanto energeticamente efficienti e sostenibili dal punto di vista ambientale, ma anche ottimizzati dal punto di vista acustico. Tra le varie fonti di rumore, il rumore aeroacustico rappresenta una delle sfide più complesse, a causa dei suoi intricati meccanismi di generazione e della difficoltà della sua mitigazione. Questa problematica, unita ai progressi della fluidodinamica computazionale (CFD), costituisce il fulcro di questa tesi magistrale. Attraverso un’analisi approfondita della generazione del rumore nei flussi fluidi, basata sui principi fondamentali della fluidodinamica e dell’aeroacustica, lo studio fornisce indicazioni utili sulle strategie di progettazione più efficaci per la riduzione del rumore aeroacustico. Colmando il divario tra comprensione teorica e applicazioni ingegneristiche, questo lavoro si propone di contribuire allo sviluppo di soluzioni tecnologiche più silenziose ed efficienti.