離心式通風(fēng)機(jī)離散噪聲數(shù)值模擬與降噪研究.pdf

1、隨著人們對(duì)環(huán)境噪聲的要求提高，離心式通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲近來受到普遍關(guān)注。在現(xiàn)階段對(duì)離心式通風(fēng)機(jī)降噪研究還處于試驗(yàn)為主的研究階段，但試驗(yàn)研究成本較大、周期較長(zhǎng)，這對(duì)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)非常不利。從這點(diǎn)出發(fā)，本文將探討一種離心式通風(fēng)機(jī)降噪設(shè)計(jì)的數(shù)值研究方法。
　　離心式通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)聲源可分為單極子聲源、偶極子聲源、四極子聲源。其中偶極子聲源是離心式通風(fēng)機(jī)的主要?dú)鈩?dòng)噪聲源。由偶極子聲源產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲在向外輻射中，蝸殼會(huì)對(duì)其產(chǎn)生反射與散射作用，然而現(xiàn)

2、階段風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲計(jì)算未充分考慮蝸殼的這種影響，所以造成數(shù)值預(yù)測(cè)的誤差較大。
　　本文對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)聲源進(jìn)行了簡(jiǎn)化，忽略單極子與四極子的影響將偶極子聲源作為主要?dú)鈩?dòng)聲源，重點(diǎn)關(guān)注離心式通風(fēng)機(jī)蝸殼與葉輪上產(chǎn)生的離散噪聲。并以Lighthill聲比擬理論為基礎(chǔ)，采用風(fēng)機(jī)的聲源與聲輻射分開計(jì)算對(duì)離心式通風(fēng)機(jī)的離散噪聲進(jìn)行研究。首先對(duì)風(fēng)機(jī)非定常流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，在獲取蝸殼與葉輪表面靜壓波動(dòng)后分別運(yùn)用FW-H方程和Lowson公式將靜壓波動(dòng)轉(zhuǎn)化

3、為蝸殼表面偶極子聲源與旋轉(zhuǎn)葉輪偶極子聲源。為了考慮蝸殼對(duì)聲場(chǎng)的散射與反射作用，將蝸殼壁面偶極子聲源、旋轉(zhuǎn)葉輪偶極子聲源與蝸殼壁面作為聲學(xué)邊界條件采用邊界元法對(duì)Helmholtz方程進(jìn)行離散求解，從而分別求得蝸殼表面偶極子聲源與旋轉(zhuǎn)葉輪偶極子聲源產(chǎn)生的聲場(chǎng)。邊界元法可分為直接邊界元法與間接邊界元法。由于直接邊界元法在計(jì)算非封閉結(jié)構(gòu)時(shí)計(jì)算量較大，對(duì)寬頻噪聲計(jì)算效果不理想，所以本文選用間接邊界元方法來進(jìn)行聲輻射計(jì)算。
　　本文用9-19

4、No.4A離心式通風(fēng)機(jī)對(duì)該噪聲預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明所采用的方法可靠。進(jìn)一步的詳細(xì)分析表明蝸舌上產(chǎn)生的離散噪聲遠(yuǎn)大于葉片上產(chǎn)生的離散噪聲，而且由于考慮了蝸殼對(duì)噪聲的反射與散射作用，噪聲預(yù)測(cè)精度相比于以往有了很大的提高。
　　然后本文將這種數(shù)值方法運(yùn)用于多翼離心風(fēng)機(jī)的降噪研究當(dāng)中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)多翼離心風(fēng)機(jī)的主要噪聲源位于葉輪處。本文還進(jìn)一步研究了蝸舌形狀與安裝位置變化對(duì)該多翼離心風(fēng)機(jī)離散噪聲與氣動(dòng)性能的影響，并詳細(xì)分析了由于蝸舌結(jié)