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文檔簡介
1、隨著城市化進程加快,工程機械的應用日益廣泛,其噪聲性能逐漸成為人們關注的重點。在其噪聲成分中,空氣動力性噪聲占有一定的比重。隨著車輛工程技術的發(fā)展,發(fā)動機的進排氣噪聲得到有效控制并逐步降低,而發(fā)動機冷卻風扇引起的氣動噪聲越來越凸顯出來。一般來說,工程機械工作任務重,發(fā)動機功率大,而且工程機械都是定點作業(yè),發(fā)動機散熱條件較差,需要大流量風扇進行散熱,因此其冷卻風扇噪聲相比一般車輛更高。為此,本文以某小型挖掘機發(fā)動機艙為對象,基于Light
2、hill聲類比理論,采用計算流體動力學和無限元相結合的方法,對其內(nèi)部噪聲源與降噪方案進行研究,計算分析了該機冷卻風扇引起的氣動噪聲,研究了數(shù)種降低風扇噪聲的方案。
首先,仿真分析了原始動力艙流場和聲場特性。運用CFD分析軟件Fluent,計算獲得了三種不同氣體模型(constant模型、ideal gas模型和incompressible ideal gas模型)的流場結果,在此基礎上再基于噪聲分析軟件 Actran分別計算了
3、其對應的氣動聲場,并進行了對比分析,結果表明采用incompressible ideal gas模型具有較高的準確性,且計算時間較短。
其次,從噪聲源與傳播路徑入手,開展了動力艙氣動噪聲降噪研究,包括:(1)不同風扇對散熱和氣動噪聲的影響。將原方案中八葉片等截面風扇分別更換為不等節(jié)距風扇及一款帶有十個前彎葉片的風扇。計算發(fā)現(xiàn)不等節(jié)距風扇的噪聲頻譜峰值點大量增加,使整個頻段的噪聲更大;而新風扇的葉片采用前彎葉片,輪彀比變大,噪聲
4、水平降低1.3dB(A)。(2)優(yōu)化動力艙開孔數(shù)量及位置。計算發(fā)現(xiàn)開孔對流場影響很大,開孔過多噪聲傳出量更大;開孔太少使艙內(nèi)渦流增加,而且空腔共振增強,同樣使噪聲增大。綜合遠場噪聲值與流經(jīng)各散熱器空氣流量對比來看,原開孔方案相對較好。(3)在動力艙內(nèi)其他位置添加吸聲材料——聚氨酯泡沫,對比遠場噪聲變化情況,結果表明在動力艙內(nèi)壁面添加吸聲材料,動力艙遠場噪聲有很明顯的降低。
最后,研究了板件厚度及其材料屬性對隔聲的影響??紤]到動
5、力艙是一個由薄板圍成的封閉空間,艙壁隔聲性能對噪聲的傳播有很大影響。采用Actran以一個1m×0.5m板為對象,分析了板件厚度以及材料參數(shù)對板件隔聲性能的影響,并以此為基礎,分析了動力艙主要板件的隔聲性能和改進方法。
本文針對動力艙冷卻風扇的氣動噪聲,從噪聲源和聲傳播兩方面出發(fā),仿真分析了相應的降噪方案,取得了較好的效果。采用計算機模擬的方法分析工程機械氣動噪聲,對具體實踐方案的實施起到了一定的指導作用,減少了一些不必要的實
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