基于正交试验的轴流风扇叶片仿生设计与分析

该文基于仿生学的思想,利用领角鸮翅膀和风扇叶片运动的相似性,将领角鸮翅膀的条纹结构和齿槽形态建立在轴流风扇叶片表面上,以达到降低轴流风扇气动噪声的目的。该文采用正交的试验优化方法~([1]),设计了9种形态的仿生风扇叶片。利用CFD仿真模拟的方法将仿生风扇叶片与原型风扇叶片进行对比实验。结果表明,仿生风扇叶片具有良好的降噪效果,在转速分别为2 000 r/min、2 500 r/min和3 000 r/min时,声压级峰值最大可分别降低7.5 dB、6.5 dB和8.4 dB。     

基于仿生学的MC9风扇改进与信噪比分析

为降低国内某液压挖掘机用冷却风扇噪声,首先应用相似原理对风扇进行3D打印,将其置于相应的GB/T1236-2017、SB002-1987实验台中开展气动和噪声测试;随后,基于仿生学理论提出由齿槽宽、条纹间距、条纹宽度组成的降噪结构,确认对应的9种正交试验改进方案,并获取相应的性能数据;再后,将经过节能初筛后方案的气动性能、噪声、声学图像与原方案进行对比,确认可行方案;最后,利用信噪比(Signal-to-noise Ratio,SNR)分析确定结构参数对性能的贡献率。结果表明：改进方案9功耗下降2%,其流量和静压峰值均近似提高5.8%,而组合3具有相对较好的噪声性能,在监测点处分别减少2.4、2.1、3.3、2.8 dB;在所得贡献率中,齿槽宽、条纹间距、条纹宽度分别为40.45%、33.61%、25.94%。     

冷却风扇非整数倍阶次噪声问题的试验诊断分析

汽车发动机冷却风扇工作时,室内噪声出现冷却风扇轴旋转基频的5.3阶左右噪声峰值（双风扇,叶片数均为6片）,为明确该异常噪声源产生的具体原因,综合分析冷却风扇激励源、主要传递路径等因素,利用实验手段对噪声进行详细诊断分析,确认引起噪声的原因是风扇涡流噪声。风扇与散热器之间的距离对其有较大影响,通过风扇与散热器之间的距离优化,降低此噪声对室内噪声的贡献。     

汽车冷却风扇噪声主动控制仿真及声品质评价

以汽车冷却风扇噪声为研究对象,基于采集的噪声生成具有不同音调特性的模拟噪声,利用改进的音调度模型计算音调度,使用等级评分法对生成的模拟噪声进行主观评价实验。根据音调特性十分明显的旋转噪声频率与风扇转速密切相关的特点,提出以风扇转速信号来构造次级声源参考信号进行主动噪声控制。最后建立并联型灰色神经网络模型并检验降噪效果。结果表明,冷却风扇噪声的音调特性是影响感知烦恼的重要因素之一,通过有源噪声控制能有效降低窄带噪声峰值从而降低音调度。引入并联型灰色神经网络进行预测的平均相对误差为2.86%,降噪后烦恼度有较好的改善。     

采用优先数系排布的非等距轴流风扇性能研究

冷却风扇噪声是振动压路机的主要噪声源之一，对其降噪需求日益迫切。以某型号振动压路机冷却风扇为研究对象，利用大涡模拟法和声比拟法进行流场数值模拟和频谱分析，对比均布、无规则非均布和优先数系排布条件下的风扇性能，重点研究不同叶片排布方式对风扇气动性能、流场特性及噪声特性的影响。结果表明：相比均布风扇，非均布结构对离散噪声有弱化峰值和移频作用；无规则非均布和公比过高优先数系排布易导致流场紊乱；选取公比合理的优先数系排布可在保证风扇气动性能和流场特性基础上，起到明显降噪效果，其中1.03 公比条件下效果最佳，其总声压级平均降低3.28 dB。研究结果可为工程机械轴流风扇设计及其降噪方法研究提供一定参考。     

通风冷却风扇噪声消声器设计

针对某飞机用通风冷却风扇降噪,通过测量、分析和计算,设计一种复合式消声器。该消声器由微穿孔板吸声结构和阻式吸声材料组合而成。实验表明,该消声器能在较宽的频带上有效地消减风扇运行中所产生的进排气噪声,距离风扇1m处可使噪声平均降低12dB（A）。     

采用优先数系排布的非等距轴流风扇性能研究

冷却风扇噪声是振动压路机的主要噪声源之一,对其降噪需求日益迫切.以某型号振动压路机冷却风扇为研究对象,利用大涡模拟法和声比拟法进行流场数值模拟和频谱分析,对比均布、无规则非均布和优先数系排布条件下的风扇性能,重点研究不同叶片排布方式对风扇气动性能、流场特性及噪声特性的影响.结果表明:相比均布风扇,非均布结构对离散噪声有...     

非均布汽车冷却风扇噪声实验及数值研究

基于实验和仿真的结果建立非均布汽车风扇及加换热器后的噪声预测模型。首先,声学实验结果表明汽车风扇的声压级近似与转速的6次方成正比,体现出典型偶极子声源特性。然后,基于CFD计算结果,采用涡声理论分析了风扇噪声源分布。最后,在偶极子声源模型基础上,结合实验测试结果得到噪声预测模型,通过将该预测模型用于不同的汽车风扇和加换热器后的情况,预测值和实验相差1.5 dBA以内,表明该预测模型具有较好的通用性,可根据早期风扇设计的数值计算结果快速预测冷却风扇的噪声。     

平地机冷却风扇的改进与信噪比分析

为提升冷却风扇性能,改善空气流动状态,结合国内某款平地机建立其冷却风扇三维模型,在虚拟风道内,利用CFD数值仿真方法对其进行分析,并将仿真结果与实验数据进行对比;利用变环量设计法对原风扇进行重新设计,在相同边界条件下对其进行仿真,对比两风扇仿真结果;分析新风扇结构参数对其性能的影响,并通过正交试验对不同结构参数组合下信噪比进行分析。结果表明:原风扇实验值与仿真值在静压、静压效率上的最大误差分别为8.35%,2.34%,均在可接受范围内,验证了仿真方法的正确性;在大部分流量区间,新风扇的静压、静压效率均大于原风扇,表明改进有效;在信噪比分析中,轮毂比对冷却风扇综合性能影响的贡献率为42.25%,叶片数的为35.98%,叶尖安装角的为11.07%,前弯角的为10.7%。研究结果可为冷却风扇的设计与改进提供一定的参考。     

刀片服务器散热系统噪声实验研究

通过实验测量并且综合气动声学相关知识进行噪声源识别,根据实验得到的数据结果判断服务器的噪声主要来源是风扇的旋转噪声并且求得噪声的频率值。同时运用UG（Unigraphics）建立了服务器风扇框的CAD（Computer Aided Design）模型,运用CFD（Computational Fluid Dynamics）软件FLUENT针对风扇框的流场进行仿真研究,针对服务器的噪声源的特性以及流场模拟结果设计了一个吸声导流槽,并取得了满意的降噪效果。     

变流器气动噪声分析与噪声控制研究

为控制某型号变流器噪声,文章对该变流器产品开展柜体内气动噪声仿真研究,并与试验结果对标,验证仿真方法可靠性,并协助进一步诊断噪声问题。仿真研究结果表明:机柜内部气动噪声源主要集中在风机附近区域,由风机叶片旋转引起的离散声源。风机噪声频谱在叶片通过频率及其他谐频出现明显峰值。文中对不同降噪方案进行仿真分析,对比了不同材料及不同厚度方案的降噪效果,并通过试验进行了验证。结果表明,使用吸声材料方案使出口总声压级降低 12.2 dB(A)。仿真分析法的降噪优化量与试验结果相近,该方法可应用于后续新产品的降噪设计。     

高强度小尺紊流进气条件下低速轴流风机噪声的试验研究

本文是研究后置式汽车发动机的进气条件对冷却风扇的气动噪声影响的系列文章之一，主要介绍进气紊流强度和尺度对轴流冷却风扇气动噪声的影响。试验是上海交大涡轮机研究的所的气动以进行的，在自行设计搭建的实验台上测量了三种不同进气条件下风机进口紊流强度和紊流尺度，风机叶片的尾迹宽度及平均速度，压力等参数，噪声测量是在风机出口和风机中心，轴线同一平面内，距风机叶片中心１ｍ处的很多点上进行的，并记录总声级和４５°     

噪声控制实用指南(完)

电动机消声 电动机噪声主要是由其冷却风扇形成的,降噪的方法有好几种: 1.使用1800转/分或转速更低的电动机; 2.改进全封闭强制通风电动机的风扇叶片的叶形; 3.在电动机壳体内装设隔声材料; 4.加隔声罩或消声器调节阀消声     

汽车动力总成冷却风扇优化设计

某汽车动力总成冷却风扇风量较低,辐射气动噪声较大,不满足设计要求,对该风扇进行改进优化设计,并对改进前后的风扇在试验台架上进行气动性能测试对比,在整车上进行车内外噪声测试对比,测试结果表明,改进后风扇在3 000 r/min时,标准风量由1 823.9 m~3/h增大到2 375.7 m~3/h,增大30.3%,静压效率无明显变化,功率略增大,改进后扇叶叶片旋转噪声的1阶和2阶明显降低,在2 600 r/min转速下,总声压级从70.41 dB(A)降低到66.31 dB(A),降低4.1 dB(A),扇叶叶片1阶声压级从67.87 d B(A)降低到56.91 dB(A),降低10.96 dB(A)。     

基于Fluent的风扇流场分析及结构参数优化设计

针对冷却风扇在不同背压下存在效率低、流量不足的问题,该文结合有限元分析以及正交试验法研究多种参数对风扇性能的影响,为同类风扇设计提供指导性意见和建议。以某工厂冷却风扇为研究对象,首先,采用UG建立冷却风扇的三维模型,基于Fluent软件对原始结构建立流域并进行流场仿真分析。其次,开展风洞试验,以验证理论分析模型及结果的正确性。最后,采用正交试验法,以背压为350 Pa时的流量为优化目标,以叶片数量、安装角以及叶片长度为优化参数进行叶片优化设计。研究结果表明,优化后的冷却风扇在不同背压下的出口流量均有所提高,在实际应用中最常用的300 Pa、350 Pa以及400 Pa的背压下,流量分别提高了约10.744%、14.830%和2.780%,有效地提高了风扇的工作性能。     

倒L型声屏障降噪效果试验与分析

运用多通道噪声测试分析系统,对倒L型声屏障进行降噪效果测试和分析,得出倒L型声屏障的插入损失与噪声频谱特性有关的结论,即声屏障对中高频声有较好的降噪效果,但对低频声降噪效果不明显.同时得知,距声屏障10m范围内,各测点的高度与声屏障的距离对声屏障的降噪效果影响不大.其研究结果对声屏障的降噪设计有较高的参考价值.     

基于小波包变换的汽车发动机降噪方法研究

利用小波包变换理论及小波包降噪原理,对汽车发动机含有噪信号进行小波包降噪,有效的提取其中的信号特征.通过对降噪后残差的频谱分析和统计量分析,得到噪声信号的特征频率.通过计算机仿真和实例分析对小波包降噪方法进行验证,表明小波包分析在汽车发动机降噪中有效性.     

基于TRIZ和仿生技术的产品创新集成模型及其应用

为利用TRIZ和仿生技术两类系统化创新方法来提高产品原理解的产生效率,提出一种基于TRIZ和仿生技术的产品创新集成过程模型.整合了基于生物功能的创新原理,结合Matrix 2003冲突矩阵表,应用Matlab软件实现仿生模本寻找的可视化操作,并建立生物原型树形模型及产品仿生耦合模型.利用所提出的产品创新集成过程模型对风扇叶片进行创新设计,对改进前、后风扇叶片的性能进行了Fluent仿真分析.仿真结果表明:仿生创新风扇叶片在监测面和监测点处质量流率提高了6％,A级噪声值降低了7.8％.风扇叶片的创新设计验证了所建立的集成过程模型的可行性与有效性.     

汽车风扇减振器振动特性设计

本文为解决某汽车风扇叶片振动断裂的问题，针对风扇减振器系统的结构特性，进行了试验模态分析和动态特性的计算。分析结果表明发动机工作转速（主激励频率）与该系统的第一阶固有频率非常接近而引起共振，导致风扇叶片断裂。据此分析结果，本文对风扇减振器进行了重新设计研究，提出了风扇城根器改讲设计方案，并运用计算机辅助设计，取得了满意的效果。     

基于拉丁超立方抽样的离心式吸叶机噪声分析与降噪优化研究

以吸叶机离心风机系统为研究对象,针对吸叶机气动噪声与出口流量的双目标优化问题,运用有限元与试验相结合的方法对其进行分析与优化以达到降低整机噪声的效果。首先运用CFD技术对原吸叶机模型进行流场和声场的仿真分析,并在此基础上提出了长短叶片叶轮优化方案,在拉丁超立方抽样模型的指导下求解了短叶片的多项具体参数,通过融合分析多项参数获得了长短叶片的最优组合方案,最后再次通过仿真与试验相结合的方法对优化方案的实际效果进行了验证。结果表明,短叶片的加入不仅可以保持原有的风机性能,还能够达到降噪1.2 d B左右的效果。该方案的提出不仅有效降低了风机噪声,还为产品的降噪优化提供了合理的技术路线,具有广泛的应用价值。