工程機(jī)械散熱系統(tǒng)低噪聲軸流風(fēng)機(jī)研究.pdf

1、工程機(jī)械作為影響國民經(jīng)濟(jì)的機(jī)電產(chǎn)品之一，振動與噪聲性能的優(yōu)劣一直都是評價產(chǎn)品的關(guān)鍵，其中起冷卻作用的軸流風(fēng)機(jī)是產(chǎn)生噪聲的主要來源之一，其聲場與風(fēng)機(jī)帶動的空氣流動緊密相關(guān)。研究影響軸流風(fēng)機(jī)性能和噪聲的結(jié)構(gòu)參數(shù)對于優(yōu)化流場、降低噪聲、建立風(fēng)機(jī)設(shè)計規(guī)范有重要意義。本文采用計算流體力學(xué)(CFD)和計算聲學(xué)(CAA)兩種數(shù)值分析方法進(jìn)行模擬，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了航空翼型風(fēng)扇，探討了風(fēng)機(jī)主要參數(shù)對流場和聲場的影響。主要工作如下:
　　 按照風(fēng)機(jī)

2、葉片設(shè)計理論方法，在PROE中選用并比較了風(fēng)機(jī)中常用的翼型，將其作為截面設(shè)計翼型風(fēng)扇，同時對原有工作風(fēng)扇實物進(jìn)行三維掃描，通過逆向造型獲得三維數(shù)字化模型。
　　 采用流體模擬軟件包FLUENT和前處理軟件Gambit建立軸流風(fēng)機(jī)的流體模型，主要包括風(fēng)扇和導(dǎo)風(fēng)罩及相關(guān)空氣流體區(qū)域。葉輪區(qū)域旋轉(zhuǎn)流場的處理采用多參考系模型MRF進(jìn)行模擬。
　　 為研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對風(fēng)機(jī)性能的影響，分別對風(fēng)扇的翼型，迎風(fēng)面和迎風(fēng)向，風(fēng)扇位置，轉(zhuǎn)

3、速，葉片數(shù)等因素對流場的影響進(jìn)行分析，結(jié)果顯示:流場性能在采用翼型naca6409，迎風(fēng)方式采用翼尖迎風(fēng)，葉片為11時氣動效果相比最好。
　　 分別運用寬頻噪聲模型和FW-H聲類比模型兩種計算聲學(xué)方法(CAA)在FLUENT中對原有風(fēng)扇，設(shè)計風(fēng)扇以及設(shè)計風(fēng)扇在轉(zhuǎn)速降低后三種情況下的噪聲進(jìn)行數(shù)值計算，獲得了流體域紊流噪聲源的聲功率分布以及監(jiān)測場點的聲壓級大小和頻譜分布。分析表明:原風(fēng)扇內(nèi)部氣流紊流噪聲源聲功率級最大為119dB，設(shè)

4、計風(fēng)扇最大109dB，將風(fēng)扇轉(zhuǎn)速從1870r/min降低至1600r/min后最大值降為101dB，從噪聲聲功率級方面看噪聲降低效果明顯;同時在監(jiān)測點，設(shè)計風(fēng)扇相對原風(fēng)扇聲壓級降幅為0.5dB-3.7dB，設(shè)計風(fēng)扇在降低轉(zhuǎn)速后降幅為3.4dB-6.5dB。從聲功率和聲壓級分析可知設(shè)計風(fēng)扇相比原風(fēng)扇噪聲有較大降低，轉(zhuǎn)速降低后降噪效果明顯。
　　 用CFD-POST和ANSYS軟件，對軸流風(fēng)扇在離心力和風(fēng)載荷作用下進(jìn)行應(yīng)力分析，獲得