关于通过ANSYS辅助设计降低离心风机噪声的研究探讨

本文分析了离心风机噪声产生的机理及现在几种常用的降噪措施。根据仿真结果与实验数据提出一种减振降噪的数值优化设计方法,利用ANSYS软件对风机蜗壳等进行参数化建模,数值优化。结果表明,所提方法可以达到减少蜗壳结构振动的目的,为离心风机的降噪研究提供有益的参考。     

离心式风机蜗壳振动与声辐射数值仿真

以风机蜗壳声辐射为研究对象,首先利用Pro/e建立风机蜗壳三维模型,通过对蜗壳施加载荷,并进行谐响应分析,以获得风机蜗壳表面的位移,然后在不考虑流场对蜗壳影响的情况下,利用风机蜗壳表面的位移为边界条件,对蜗壳的声辐射进行分析研究。最后通过边界元方法计算和Sysnoise分析得到蜗壳的声辐射,蜗壳外场点的声压强度,为风机蜗壳优化提供了理论依据,并通过实验对数值仿真结果进行验证。分析计算结果表明,该分析方法有效。     

船用离心风机壳体振动噪声优化研究

当风机进出口连接长管道时,其外部辐射噪声主要是内部非定常流动诱发蜗壳振动产生的振动噪声。风机壳体的振动噪声是典型的流固干涉噪声,通常基于非定常流场获得振动激励源。为了控制此类噪声,通过振动噪声数值计算方法,并结合试验设计方法(Design of Experiment, DOE),给出了一种以壳体各板块厚度(前板TF,侧板TS,后板TB)为设计变量、以壳体振动辐射声功率为目标函数的单目标优化方法。研究表明,当保持壳体质量不变时,优化后,壳体表面辐射声功率均有不同程度降低,壳体表面基频辐射声功率降幅最大,达到6.23 dB。     

《简支板辐射噪声的结构优化控制与仿真》

以简支矩形板为例,利用时域声辐射模态进行噪声的结构优化控制。已有研究表明时域辐射模态能独立地辐射声功率,并且振动结构辐射的声功率主要由第一阶辐射模态的声功率决定。在此基础上进行简支板辐射噪声的结构优化控制,并对最优控制力源的位置进行了讨论和分析。最后设计自适应前馈控制系统对控制效果进行仿真验证。     

某轮胎辐射噪声的仿真

在ABAQUS中建立某型号轮胎的有限元模型,采用计算模态分析和实验模态分析对比,验证有限元模型的正确性,并仿真轮胎在某一路面上的滚动过程。基于声传递向量概念,结合有限元和边界元方法,利用MATV技术计算了随机激励下轮胎振动的辐射噪声响应,对轮胎辐射噪声进行分析研究。     

水下圆柱壳低频声辐射特性及有源控制

利用振动模态及声辐射模态分析水下有限长圆柱壳低频模态辐射特性。计算各阶周向振动模态对辐射声功率贡献;将各阶周向模态下轴向振动模态分为奇、偶模态组,分析低频范围内振动模态组与声辐射模态对应关系;以主导声辐射模态声功率为目标函数对水下有限长圆柱壳低频声辐射进行有源控制。结果表明,低频范围内水下简支圆柱壳受径向点力激励时,仅前几阶周向振动模态对辐射声功率有贡献;同一周向振动模态下轴向为奇(偶)振动模态组产生的声功率与具有相同周向阶数而轴向为偶(奇)声辐射模态产生的声功率对应。通过控制前几阶主导声辐射模态即可完成对水下有限长壳体低频辐射噪声抑制。     

风机蜗壳噪声控制技术

对已采用各种消声器降噪后的离心风机来说，其蜗壳振动噪声也需重视。本文在对结构表面声幅射研究基础上，进行了四方面的工作：①蜗壳模态测试分析；②容声特性分析；③表面声强识别技术；④双层微穿孔吸声器优化设计。使整机噪声谱在宽的频率范围内幅值下降４０％左右。     

叶片出口角影响离心泵噪声辐射数值研究

运用FEM\BEM声振耦合计算方法分析叶片出口角对离心泵在水动力激励下泵壳振动辐射噪声影响。采用大涡模拟方法模拟离心泵内部瞬态流场,获得蜗壳壁面偶极子声源;对泵壳体结构进行模态分析获得结构模态响应;利用LMS Virtual Lab间接边界元IBEM声振耦合模块计算非定常流动引起的离心泵内部噪声,并与实验数据对比,验证基于LES、声振耦合的噪声数值模拟方法可行性。计算离心泵外场噪声及声辐射,研究叶片出口角度对离心泵外场噪声辐射影响。结果表明,离心泵叶片通过频率BPF处的辐射声功率随叶片出口角的增大而增大;外场噪声声压级指向性分布显示叶片出口角存在合适范围,使泵在小流量工况运行时噪声较小。     

汽车燃油箱模态仿真分析及试验验证

汽车刹车时燃油箱内油液晃动产生的噪声会通过空气以及车身结构传递到车厢内,使驾驶员和乘客感到不适。了解油箱的振动特性有助于研究油箱的噪声传递特性。利用Hyper Mesh有限元软件对某型号油箱进行模态仿真分析,计算油箱的自由模态,得到油箱前5阶模态的固有频率和振型。对油箱进行模态试验分析,将所得结果与仿真分析的结果对比,固有频率和振型的吻合验证了油箱有限元模型的正确性。根据模态振型,挑选出油箱表面的典型振动测点,为后续油箱振动测试实验提供依据。     

基于FEM/BEM方法的缝纫机油盘低噪声设计研究

针对中捷某型缝纫机,建立了油盘的实体模型和有限元模型,利用HyperWorks—Optistruct进行了模态分析,获得结构的固有频率和振型特性参数。在此基础上,利用MSC.Patran/Nastran进行了频响分析,并将仿真结果与实验结果对比,验证了模型的有效性。通过拓扑优化和形貌优化对模型进行优化后,提高了油盘前5阶固有频率,避免了共振,且减小了表面振动速度,降低了辐射声功率。通过利用SYSNOISE对油盘进行边界元噪声辐射仿真分析,结果表明油盘辐射噪声值降低。最后,经整机振动噪声测试试验,证明减振降噪效果明显。本研究成果能有效提高油盘的结构刚度和降低振动幅度,最终改善缝纫机整机的结构辐射噪声。     

倾斜蜗舌对多翼离心风机流场及噪声的影响

利用Fluent软件对常规直蜗舌多翼离心风机与倾斜蜗舌多翼离心风机进行流场和噪声的数值模拟研究。研究结果表明：倾斜蜗舌对多翼离心风机速度场的影响主要集中在蜗舌区域,对其它区域影响较小。倾斜蜗舌减小蜗舌区域的速度,同时改变蜗舌表面的流体速度矢量,减小蜗舌区域的局部旋流。在相同转速下,多翼离心式风机采用倾斜蜗舌结构虽然流量降低5.67 %,但是叶轮的功率降低9.13 %,噪声也降低12.2 dB,降低能耗和噪声效果都比较显著。     

排风管对油烟机辐射噪声的影响

对安装排风管后油烟机辐射噪声的A声级及频谱特征进行实验测量和分析,并用阻抗转移和等效阻抗模型对管道及蜗壳系统的声阻抗进行理论研究。理论和实验结果表明,安装排风管后,风机转速明显提高,使油烟机辐射噪声的A声级增大;同时因为声源辐射声阻抗的改变而产生低频的声共振,影响声品质,共振频率取决于管长和油烟机腔体体积。排风管对油烟机噪声的影响研究对用户状态下油烟机的辐射噪声评价和降噪具有实际意义。     

无霜冰箱风道的振动分析及改进

文章以无霜冰箱风道为研究对象,通过有限元模拟对风道固有频率、谐波响应和LMS Test.Lab振动试验进行分析,得到了风道壳体的固有频率、振幅极限和试验模态.计算结果表明,在风机工况状态下,风道振动噪声幅度最大时的频率是在风机工作的基频附近,通过风道粘贴阻尼的方式降低振幅,进而降低风道壳体传递给冰箱箱体的辐射噪声.试验...     

An optimal volute spiral case design for centrifugal fan: theoretical and experimental studies

An inverse design problem in determining the optimal shape of volute spiral case for a centrifugal-flow fan is examined in the present study using the Levenberg–Marquardt method and a general purpose commercial code CFD-ACE+, and based on a desired airflow rate. The desired volume airflow rate can be obtained by multiplying the airflow rate of an existing fan by a constant number which is >1. The shape of the redesigned volute case is generated using the equation of the trajectory of fluid particles in the volute, which enables the shape of the fan volute be constructed completely. Finally, prototypes of the original and optimized fan volutes as well as fan impellers are fabricated, thereafter the fan performance is tested based on the AMCA-210-85 standard to verify the validity of the design. The experimental results demonstrate that by utilizing the fabricated centrifugal optimal fan and operating at the design condition, the airflow rate can be increased by 6.5 % and the pressure drop, noise and input power of fan can be reduced by 1.6, 5.3 and 11.4 %, respectively, when compared with the original fan. As a result, the performance of optimal fan can be improved greatly.     

多翼离心风机气动噪声计算与降噪设计研究

以船用空调通风系统中多翼离心式风机为对象,建立风机内部流体三维建模,采用CFD软件进行稳态与非稳态计算.将得到的风机内部流场结果导入LMS Virtual.Lab声学软件中进行噪声预估,同时与实验结果对比,验证风机气动噪声计算的准确性.根据分析得知,风机气动噪声主要噪声源位于叶轮处并且与其内部流场分布和自身结构密切相关...     

风机盘管离心风机的CFD降噪分析与优化

为解决某风机盘管的离心风机在运行时噪声大的问题,本文基于CFD分析方法,对风机盘管机组空气侧进行流态分析,研究离心风机的内部流动特性,并基于分析结果重新设计风轮及蜗壳。经优化后的离心风机内部流态得到明显改善。将原始方案和优化方案进行试验验证,结果显示,新设计的离心风机在相同风量下的噪声值比原始风机下降4.7dB(A)。     

基于FEM/BEM法的模拟舱室结构声辐射仿真与试验

针对机舱结构辐射噪声问题,基于有限元/边界元法,对模拟舱室结构进行辐射声场仿真与试验。首先建立模拟舱室结构的有限元模型,对模拟舱室结构进行模态试验,将仿真计算与模态试验进行对比,验证了有限元模型的正确性。然后进行模拟舱室结构的声辐射试验,得到模拟舱室结构内部的声压频响特性。最后在ANSYS中对模拟舱室结构进行瞬态响应计算,将结构受节点力激励的响应导入Virtual Lab中,采用间接边界元法计算空腔结构内部的辐射声场。仿真与试验有较好的一致性,表明该方法是正确、可行的。     

对旋风机气动噪声声强及压力脉动分布规律的数值预测

将SIMPLE算法与RNG-ε湍流模型相结合,通过求解Navvier-Stokes方程,对对旋风机从集流器进口到扩散器出口全流场内的三维定常流动进行数值计算。求解区域采用非结构化网格进行离散,以进、出口压力为边界条件,采用运动参考系实现动-静界面间的数据传递。对对旋风机气动噪声分布特性进行数值模拟,预测对旋风机内部、外壳和叶片的声强级分布情况。采用快速傅里叶变换方法(FFT)研究两级叶轮区域三对干涉面因叶轮旋转和叶片振动引起的压力变化规律。研究结果对通风机结构的优化设计及噪声控制具有参考意义。