吸油烟机气动噪声的数值模拟

基于混合CAA(Computational Aeroacoustics)方法,对某型号吸油烟机的气动噪声进行了数值模拟研究.首先,利用CFD软件Fluent对吸油烟机的非稳态流场进行计算,得到吸油烟机非稳态流场的压力和速度分布.然后,利用Lighthill声类比方法和Curle方程,采用声学软件Actran计算得到吸油烟机的声场.最后,分析了吸油烟机内声源频域结果和声场的声压级云图,得到了吸油烟机噪声传播指向特性.研究结果表明,吸油烟机噪声主要为中低频噪声,且以离散噪声为主.在叶片通过频率下,吸油烟机噪声具有明显的指向性特征,噪声主要由吸油烟机内离心风机主次进风口向外部传播.     

叶片厚度对旋涡风机叶片噪声的影响分析

利用三维CFD模型对旋涡风机内部流场进行模拟分析,获得叶片表面的压力脉动信息,以叶片表面压力流场作为气动声源,通过求解FW-H方程,计算了叶片产生的远场气动噪声;并以叶片表面的压力脉动信号作为激励源,计算了叶片振动产生的噪声。计算结果表明叶片厚度在1 mm到4 mm的范围,其气动噪声基本保持不变,结构噪声随叶片厚度减小而大幅增加,进一步分析得出叶片产生的噪声以气动噪声为主,结构噪声基本可以忽略。     

对旋风机级间流场涡量和噪声分布规律的分析

利用LES（大涡模拟）方法对一台对旋风机进行全流场非定常的模拟计算,获得风机内部流场的数值模拟数据。在对旋风机级间流场设置若干监测面,并在监测面的轮毂、流道和机壳位置分别设置监测点,并将对旋风机两级叶轮中间区域的涡量分布情况进行分析,研究对旋风机两级叶轮中间流场涡量分布的特点;利用FW-H噪声模型对对旋风机气动噪声分布情况进行模拟;研究涡量分布与风机噪声特性之间的关系。研究结果可为对旋风机气动噪声分析提供参考。     

考虑影响声传播因素的车用交流发电机气动噪声预测

为了更准确地预测车用交流发电机的气动噪声,基于计算流体力学及声类比理论,考虑影响声传播的因素,对实验室安装条件下的某型车用交流发电机气动噪声进行研究。利用大涡模拟方法计算了交流发电机内部三维非稳态流场;依据Lighthill声类比思想,将转子表面的压力脉动等效为旋转偶极子源点集;考虑发电机机壳及实验台面对声传播的影响,建立了以机壳内表面为声源边界的半自由声场计算模型,进而预测了发电机的远场气动噪声;最后,利用实测数据对发电机气动噪声仿真结果进行了验证。结果表明:交流发电机气动噪声的辐射声场具有明显的偶极子指向特性;仿真计算结果与实验测试结果具有很好的一致性。所提的研究方法能更准确地预测发电机的气动噪声,同时可为实车安装条件下的车用交流发电机气动噪声预测提供参考。     

燃料电池轿车用旋涡风机噪声特性分析

燃料电池轿车的一个突出问题是其空气辅助系统所产生的高频噪声,其中又以空气压缩机所产生的噪声为最大。本文采用的压缩机类型为旋涡风机,通过测量其稳态和非稳态工况下其前侧和出口处的噪声,分析其噪声特性。得出旋涡风机噪声具有显著的离散峰值,以10倍频,42倍频和84倍频最为显著。通过Fluent软件仿真计算旋涡风机工作时的内部压力波动,解释了旋涡风机产生倍频噪声的原因     

输气管道气体流经阀门气动噪声产生机理分析

为区分输气管道泄漏音波与阀门噪声,为输气管道音波法泄漏检测提供理论依据及数据库、控制阀门噪声提供解决办法,从音波产生机理角度采用CFD软件耦合专业声学软件方法对输气管道气体流经阀门产生的气动噪声进行研究,建立气动噪声模型,探究气动噪声产生机理及传播、衰减规律。在CFD（Computational Fluid Dynamics）软件中采用大涡湍流模型对气体流经阀门时的瞬态流场求解分析,获得流场分布如脉动压力、脉动速度数据;将CFD计算所得数据导入专业声学软件进行联合仿真,生成气动噪声源项,包括偶极子声源及四极子声源,建立气动噪声产生传播模型,求解输气管道气体流经阀门的气动噪声。     

小型高速离心风机气动噪声数值模拟方法研究

针对载人航天飞行任务中环控生保系统对于空间噪声控制的要求,以某型号小型高速离心风机为研究对象,分析气动噪声产生机理,构建三维模型,运用ANSYS Fluent 软件,采用RNGκ-ε 模型、DES模型、LES模型进行瞬态数值仿真计算。对离心风机进行噪声试验研究,根据离心风机在轨实际工况,得到不同含氧率下的气动噪声分布情况。研究结果表明：气动噪声的噪声源主要位于风机蜗壳及蜗舌处。LES模型与试验结果吻合最好。工作在纯氧下的离心风机比空气下噪声高约1.81 %。文中所得结果可以用于载人航天上行风机设备的噪声仿真及地面试验,为小型高速离心风机降噪设计提供参考依据。     

蜗舌间隙对空调用贯流风机性能及噪声的影响

利用CFD软件FLUENT6．2和自行研发的“空调用贯流风机参数化建模软件”,分别对蜗舌间隙为3mm、4mm、5mm、6mm、7mm五种情况下的贯流风机进行实体建模和网格划分,并对内流场和气动噪声进行数值模拟,研究蜗舌间隙变化对贯流风机流量和噪声的影响,以优化设计参数,提高风机性能。     

采用流场分析对离心风机的噪声控制

为了降低离心风机的噪声,以某径向叶片离心风机为对象,利用Fluent软件对其内部流场与压力场进行了建模与计算,通过对计算结果的频域分析,确定了蜗舌为主要噪声源。对蜗舌结构进行了改进并重新计算。对比前后的计算结果,显示了改进后的风机在蜗舌及出口处的A计权声压级比原型机分别降低了6.1 d B和1.9 d B。由此证实,通过改变蜗舌间隙和倾角参数能有效降低离心风机的噪声源强度。     

空调离心叶轮尾流噪声的数值预估

由于现有的计算技术限制,风机气动噪声的数值预估是非常困难的。对于单个离心叶轮,已知其最主要的气动噪声源是叶片尾缘涡脱落导致的叶片表面压力脉动。基于Lee(1993)的轴流风机尾流噪声模型,提出一种可适用于离心叶轮尾流噪声数值预估方法。它包括三项主要工作:首先利用商用CFD软件Fluent对叶轮内的三维流场进行了数值模拟,并对所得气动性能进行实验验证;然后对叶片尾缘附近的速度剖面进行分析,提取出吸力面和压力面两侧的边界层厚度;最后,根据改进的噪声预估模型对叶轮的总声压级进行数值预估,在设计工况附近所得结果与实验值相比误差小于3dB。     

带尾缘吹气的空心叶轮轴流式风机内部流动和气动噪声模拟

对带尾缘吹气的空心叶轮轴流式风机内部流动和气动噪声进行数值模拟计算,并从流动性能和噪声水平2个方面将之与原型风机进行对比分析。结果表明：两者的流动性能差别甚小,但在设计工况附近,空心叶轮风扇的气动噪声明显低于原型风扇。研究结果可为空心叶轮轴流式风机的设计、选型以及结构优化提供依据。     

扫路车专用风机气动噪声数值仿真研究

以某型号扫路车专用风机气动噪声特性为研究对象,运用Lighthill声比拟理论和计算流体动力学技术对扫路车专用风机的非定常流场和气动声场进行数值研究,获得专用风机声功率级分布和气动噪声频谱特性。计算结果表明:扫路车专用风机的噪声源主要分布在叶片的吸力面和蜗舌区域;扫路车专用风机的噪声主要为低频噪声,吸力面的压力脉动是低频噪声的主要来源,离散噪声在气动噪声中所占的比重较大;叶片及蜗舌的设计是扫路车专用风机气动降噪需重点考虑的因素。     

风机叶片噪声模型建立及应用

运用运动声源产生声场的特点,建立风机叶片噪声模型,经验证是正确的,得出叶片中影响风机噪声的主要因素是转速、叶片数、安装角、曲率半径等。控制风机噪声重点应该放在风机设计上,采取降低圆周速度、倾斜叶片、增加曲率半径等措施,从源头上控制噪声会取得较好效果。     

降低轴流风机噪声的研究

针对本公司生产的轴流式风机存在噪声偏高的问题进行了研究。通过分析，找出产生噪的主要原因，提出了降低噪声的具体改进措施，为这种风机的降噪改进设计做出了基础性的工作。     

两种不同结构空调器轴流风机内流及性能分析

应用Navier-Stokes方程和RNGκ-ε湍流模型对空调器用轴流风机系统的内流特性进行三维数值模拟。针对匹配同一室外机时出现的不同叶片数目的叶轮,采用数值模拟与外部性能实验相结合的方法,对不同结构的两/三叶片风轮使用时的内部流场及气动性能进行详细分析。实验分析结果显示,两/三叶片叶轮各具特点,三叶片风轮匹配室外机时,风轮出口的轴向速度变化梯度较小,且气流扰动较小,能够有效地降低风机的相对湍流强度,改善气动噪声,实现降低噪声2.2dB（A）。而两叶片风轮用材少,质量轻,电功率消耗比三叶片风轮降低3.25%-6.06%,表明其具有良好的节能效果。     

叶型改进对离心通风机内部气动激励影响机理的数值分析研究

叶片是离心通风机核心部件,为研究叶型改进对离心通风机振动的影响,对某型离心通风机进行气动激励的仿真计算;通过定常计算,发现叶型改进能够推迟流动分离,减小诱发振动的激励因素;通过非定常计算,发现叶型改进对离心通风机气动激励的影响主要体现在压力脉动的改善,尤其是叶频脉动的降低;用计算分析结果对通风机振动变化进行预估,样机试验结果表明,叶型改进能够降低叶频振动,同时也表明气动激励分析可为通风机低噪声改进效果提供判断依据。     

Performance of a half‐height,innovative cooling fan

Abstract

An innovative cooling fan with distinguishing features such as ultra thinness, high performance, and quietness is proposed for notebook computers. In particular, the configuration of the proposed fan allows it to suck the largest volume of hot air from surfaces along the vertical direction and expel exhaust air onto the side surface along the horizontal direction, therefore, thinner notebook PCs can be designed. In order to achieve these characteristics, unique designs are required; a 13‐blade impeller is designed for the centrifugal fan in stead of the common conventional design for axial fans, which is a complicated centrifugal blade shape design. A flat rectangular casing for the fan is designed with external dimensions of 89 mm × 76 mm × 13 mm. The casing contains a rotor impeller and a volute; the design of curved throat of the volute is complicated. The top and bottom surfaces, each, have one circular inlet hole. The side surfaces each have a long rectangular outlet hole. In this study, we focus on the P‐Q performance curves of this centrifugal cooling fan designed for notebook PCs, the P‐Q curves are obtained by numerical analysis and tests based on the AMCA standard 210–85. When this fan is subject to real operating conditions, with regard to the maximum flow rate to the near cut‐off point, the pressure P gradually increases from the fan inlet to the fan outlet. The average percentage (%) error in the flow rate Q was determined by both numerical analysis and AMCA test. Additionally, from the result of the standard CNS‐8753 noise test, the fan noise level is 30～33 dBA and the flow field around the inlet, the outlet and the flow passage can be visualized by Particle Interference Visualization (PIV). Finally, according to the P‐Q curve, it can be inferred that this cooling fan outperforms other comparable regular products available. The noise level is satisfactory, and the heat removal is good; hence this design is proposed for application in industry.     

矿用对旋式轴流局部通风机噪声特性实验研究

对四种对旋式轴流局部通风机的噪声特性进行了实验研究,获得了风机噪声频谱曲线和A声级随工况变化曲线,详细分析了离散噪声的频谱特性,发现对旋风机Ⅰ级叶轮通过频率（BPF1）及两级叶片相互作用频率（BIF）对应噪声是对旋风机的主要离散噪声源。这为对旋式轴流通风机的降噪提供了有益参考。     

压缩机吸气消声器气动噪声辐射特性研究

以某变频压缩机吸气消声器为研究对象,在不同压缩机转速下,研究消声器内流场气动噪声辐射特性。通过仿真分析消声器内部流场和声场,采用FW-H声学模型计算其声场参数,获得噪声源数据,计算气动噪声辐射特性,并与整机测试结果进行对比分析。结果表明,吸气消声器噪声源强度从入口至出口沿气流方向逐渐增大,主要噪声源位于出口附近;随转速增加,噪声源强度逐渐增大;出口和入口的声压级都随转速上升而增大,且声压级的最大值所在频段随转速上升逐渐向高频移动;相同转速下,出口处的声压级高于入口处;消声器气动噪声表现为一种宽频噪声,主要集中于400 Hz至6 000 Hz频段内,吸气消声器气动噪声对压缩机整机噪声影响较大。