基于半消声室系统台架的发动机冷却风扇噪声问题研究

论文阐述了如何在半消声室内运用试验台架并结合整车测试,解决发动机冷却风扇噪声问题。通过对冷却风扇叶片形式、护风圈、框架、安装密封、转速等方面的优化,使整车NVH性能有了明显提高。说明基于半消声室的台架试验,能够实现部件在装车前进行试验验证,利于设定系统目标,指导设计,简化测试过程,对提升整车NVH性能有重要意义。     

小型轴流风扇结构改进的气动及声学研究

小型轴流风扇为电脑CPU等的重要散热器件。为改善其气动及声学性能,提出了一种新型改进结构。对于原型和改进型,首先应用RNG k-ε湍流模型模拟了稳态流场,进行了静态特性的计算;然后以稳态流场为初始解,运用非稳态大涡模拟模型结合FH-W声学模型、傅里叶变换,计算了风扇进口、出口及内部的监测点噪声;并进行了静态特性和声学性能的实验研究。数值计算与实验结果表明:改进结构在提高静态特性及降噪两个方面效果良好,可在生产实践中加以应用推广。     

工程车辆风扇与散热器匹配噪声性能研究

冷却系统是工程机械最主要的噪声源之一,国内外缺少风扇与散热器协同匹配装置,传统设计以经验方法为主,难以满足日益复杂的现代工程机械产品设计要求,噪声性能验证往往在整机上验证,费时费力,并难以衡量多因素变量影响,现有标准在噪声测量方法是基于工程法与简易法,测量的是声压级,易受到周围环境、测量位置的影响。如何设计冷却系统使其在最优工作状态,工程车辆不仅需要提供充足的散热能力,而且还需要所产生的噪声小。结合上述背景,提出以两款不同类型的风扇为研究对象,一种扇叶为直线型风扇,一种是扇叶为弧线型风扇,设计了半消声室环境下的冷却风扇与散热器匹配台架,制定了具体噪声测试实验方法,运用精密法,采用6个测量位置计算声功率级,研究了单体风扇以及与散热器匹配后的噪声变化规律。测试结果表明,风扇与散热器匹配后比风扇单体噪声要大,不同类型风扇与散热器匹配后噪声增加量不同,并得到了相应的经验数据,为工程车辆整机的低噪声设计提供了参考依据。     

航空发动机风扇气动声学消声室设计论述

本文论述了航空发动机风扇气动声学试验的必要性,阐述了民航发动机噪声控制技术的发展,指出了航空发动机风扇气动声学消声室的特点。     

起飞状态下发动机风扇噪声变化趋势的预测

飞机的起飞过程中,整机噪声几乎由发动机贡献,而风扇部件产生的气动噪声则是发动机总噪声的重要组成部分。分析了风扇噪声的组成,采用Heidmann风扇噪声模型,应用matlab软件进行编程实现起飞状态下的风扇噪声值预测,并对实际环境因素影响进行修正,以某型飞机的配装发动机CFM56-7B为算例,计算多个点的噪声数据并研究其噪声变化趋势,通过噪声值计算数据表明,地面预测点所得的风扇有效感觉噪声级EPNL随着水平距离的增加而产生变化。结果表明:Heidmann风扇噪声模型算法用于实际民航飞机的发动机风扇噪声预测时,具有较高的准确性,并可作为飞机噪声适航取证阶段的噪声预测参考方法。     

基于CFD的挖掘机冷却风扇及导风罩降噪研究

针对某型挖掘机在工作过程中冷却风扇出口端噪声水平严重超标的问题,对风扇在旋转过程中的气动性能进行了研究。首先,建立了风扇与导风罩所形成的流体域有限元模型。基于CFD理论,运用Fluent软件对其流场进行了稳态数值模拟。分别探究了风扇与导风罩相关结构参数对其风量大小与噪声水平的影响。结合厂商提供的散热系统选型软件Optimiser,兼顾风量与噪声要求,得到了最适合该挖掘机的风扇及导风罩型号。优化结果表明,在提供相同风量的前提下,优化后的风扇噪声比原风扇的噪声降低了1.5 d B左右。随后,对该流体域进行了瞬态仿真,分析了风扇噪声的频率特性。仿真结果表明,风扇旋转噪声主要集中在低频段,为企业有针对性地对该频段噪声采取降噪措施提供了指导。     

护风圈对发动机冷却风扇气动性能影响的CFD分析

本文采用Realizable k-ε湍流模型对发动机冷却风扇进行CFD模拟,计算了转速2000r/min时的风扇流量,研究护风圈对其气动性能的影响。在此基础上,利用宽带声源模型中的Curle噪声源模型对风扇流场中的噪声源分布进行了分析,并通过瞬态仿真分析护风圈对风扇噪声频率特性的影响。分析结果表明:安装护风圈可以提高风扇11.6%的流量,同时可以降低气动噪声。     

平面叶型对冷却风扇性能影响机理研究

以不削弱气动性能为前提,为提高发动机冷却风扇的噪声性能,以计算流体力学(CFD)与计算气动声学(CAA)理论为基础求解冷却风扇的气动性能和噪声性能,并与气动性能试验噪声试验结果进行对比验证了该计算方法的可靠性。对原模型的平面叶型进行优化,得到最低噪声参数组合,经CFD/CAA联合仿真验证,优化后风扇模型的气动性能与噪声性能均得到改善,从流场与声场分布的角度对优化前后的冷却风扇进行详细的对比,进一步地分析优化前后冷却风扇气动性能和噪声性能变化的机理,深入地研究其叶片结构参数对冷却风扇性能的影响机理。     

汽车车外噪声预测的统计能量分析方法

为了对车外噪声进行预测,提出一种基于统计能量分析(Statistical energy analysis,SEA)原理分析预测车外噪声的新方法,建立包含47个车身结构和车外声腔子系统的车外噪声分析预测SEA模型,采用理论计算方法确定各形状规则子系统的模态密度与内损耗因子,对车门等复杂车身结构子系统的模态密度与内损耗因子进行试验测试,计算线连接、面连接子系统间的耦合损耗因子。确定所研究车型55km/h的车速作为车外噪声预测的计算工况,通过试验测量动力总成悬置振动和路面随机输入对车身的激励,并在半消声室内对发动机舱辐射的声激励进行测试,建立被试轿车的计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)模型,对车外噪声预测工况下车身外表面的风压激励进行仿真计算。利用参数化及施加激励后的车外噪声SEA预测模型进行车外噪声的分析预测,并与试验结果进行对比,结果表明预测结果与试验结果间的差值小于2dB(A),相对误差小于2.7%,从而验证了所提出的车外噪声预测方法的有效性,该方法能够满足工程上在汽车产品开发设计阶段对车外噪声分析预测的要求。进一步分析不同截面形状的预测声腔及声腔厚度变化对车外噪声预测结果的影响。结果表明,随着预测声腔厚度的增大,声压级逐渐减小,不同截面形状的预测声腔对车外噪声预测结果影响较小。     

基于相似设计理论的自通风型牵引电机风扇降噪优化

本文详细论述了风扇相似设计理论在牵引电机风扇性能及噪声优化应用中的方法,依据某气动性能较好的参考风扇设计了适合自通风型牵引电机的低噪声新风扇来替换原有风扇。同时基于自通风型牵引电机的非定常流场仿真结果,建立有限元声学计算模型,仿真计算了该电机在最高转速下的气动噪声,获取了由电机风扇产生的气动噪声幅值与频谱特性。通过对安装原风扇与优化后风扇电机的气动噪声计算结果进行对比,表明安装相似理论设计风扇的电机在高转速时有非常明显的降噪效果,达到了优化设计的目的。同时表明风扇相似设计理论在自通风型牵引电机降噪设计中具有一定的应用前景与推广价值。     

基于Fluent的多翼式离心风机性能分析

使用Fluent软件对不同工况下的多翼式离心风机进行三维数值模拟,研究风机的典型几何参数对其流噪声和风量的影响规律;采用Coupled耦合算法结合MUSCL离散格式、定常RANS方程组求解风机内流场;采用FW-H声学模型结合大涡模拟计算风机流噪声。结果表明:变工况计算结果与试验值吻合,风机的蜗舌半径、叶片数、叶片进口安放角对风机的风量和流噪声均有一定的影响。本文的研究成果可以为多翼式离心风机的优化设计提供参考。     

叶片打孔对离心风机噪声的影响分析

对离心风机叶片进行打孔处理,分析叶片打孔位置对风机噪声的影响.首先在稳态流场的计算结果上加载宽频噪声模型,得到不同工况下离心风机蜗壳和叶片上噪声分布情况,然后在瞬态分析的基础上加载FW-H噪声模块,利用LES/FW-H匹配技术分析叶片打孔对离心风机的气动噪声特性及声压级的影响.研究结果表明:离心风机结构表面声压主要集中...     

对旋风机的数值模拟和优化

以一台矿用对旋风机为模型,使用Fluent软件对对旋风机进行内部流场数值模拟,得到风机内部流场状况,并对其进行气动参数优化.通过预测优化后风机的性能,为对旋风机的优化设计提供方法.     

阶梯蜗舌蜗壳的降噪分析和实验

介绍了阶梯蜗舌技术，并将其应用于一种排油烟的离心风机运用CFD软件Fluent6．0对常规蜗舌和阶梯蜗舌蜗壳进行了二维流场的数值模拟并作了对比，从而探讨了阶梯蜗舌降噪的机理。最后分别对两种蜗壳的风机进行了噪声和其他性能参数的测量。结果：表明采用阶梯蜗舌蜗壳对于降噪是有效的。     

Investigation of the correlation between noise & vibration characteristics and unsteady flow in a circulator pump

Circulator pumps have wide engineering applications but the acoustics, vibration and unsteady flow structures of the circulator pump are still not fully understood. We investigated the noise and vibration characteristics and unsteady flow structures in a circulator pump at different flow rates. Three-dimensional, unsteady RANS equations were solved on high-quality structured meshes with SST k-ω turbulence model numerically. Measurements were made in a semi-anechoic chamber to get an overview of noise and vibration level of a pump at different flow rates. The 1/3 octave-band filter technique was applied to obtain the explicit frequency spectra of sound, pressure fluctuations and vibration signals and their principal frequencies were identified successfully. The air-borne noise level of the designed condition is lower than that of the off-design conditions, and the highest sound pressure level is found at part-load condition. The acoustic emission from the pump is mainly caused by unsteady flow structures and pressure fluctuations. In addition, both the link between airborne noise and pressure fluctuation, and the correlation between vibration and unsteady hydrodynamic forces, were quantitatively examined and verified. This work offers good data to understand noise and vibration characteristics of circulator pumps and the relationships among the noise, vibration and unsteady flow structures.     

采棉机风机内部流场数值研究

为研究采棉机风机内部流场的影响因素,采用Fluent软件对其内部流场进行了数值模拟分析,并分析了不同转速和流量工况下风机内部速度场和吸口负压场。计算结果表明:随着转速的增大,风机出风口速度、最大运输速度不断增大,吸口负压整体呈现不断增大的趋势;随着流量工况的不断增大,出风口速度、最大运输速度不断增大,吸口负压最小值减小,最大值增大。为采棉机风机性能改进提供了有效的借鉴意义。     

基于流固耦合的汽车空调多翼离心通风机气动声学特性分析

建立了一个简单几何模型,通过试验验证得出双向流固耦合计算比非耦合计算准确性更高的结论。以某汽车空调系统的多翼离心通风机为研究对象,分析了蜗壳流固耦合作用对通风机气动噪声的影响。利用CFX和ANSYS软件分别进行流场和结构计算。以MFX-ANSYS/CFX为数据耦合平台,采用双向同步求解的方法,对通风机内流场和蜗壳结构响应进行联合求解,并将耦合计算结果与非耦合计算结果进行对比。结果表明,流固耦合作用使得流场压力脉动增强;在考虑流固耦合作用影响后,离心通风机叶轮出口处及蜗壳气道内表面的声功率级明显增大,通风机出口处的气动噪声值增大了5.24dB。     

液压锥阀内部流场的可视化分析

利用Fluent计算流体软件对液压锥阀的内部流场进行分析,经对阀芯不同开口量的可视化分析,采用标;住紊流模型模拟了内部流体的流动状态及漩涡的产生区域,并对其稳态液动力进行了分析,可为阀的整体性能和结构优化提供参考依据：     

轴流风机叶片展向结构变化对性能影响的数值分析

基于电站风机裕量普遍较高的现象,本文以OB-84轴流风机为对象,采用Fluent模拟了叶顶切割和轮毂加粗后的风机性能,分析了2种改造方式对风机性能、内流特征及轴功率的影响。结果表明:体积流量qv≥33 m3/s时,叶轮改造后的全压和效率均随叶高减小而降低,但轮毂加粗后的风机性能优于叶顶切割情形;qv<33 m3/s时,2种改造方式均可使不稳定区变缓甚至消失;叶轮改造后动叶总压升系数小于原风机,但导叶扩压能力增强,且叶轮改造能改善中小流量下风机噪声特性;叶顶切割后,轴功率均小于原风机;在高于设计流量下,与原风机相比,轮毂加粗后的轴功率呈减小趋势,但叶顶切割方式的降幅更大。     

整车半消声室设计剖析

整车半消声室是汽车NVH性能的研发、测试、改进的平台,本文阐述了其结构特点和性能参数设计。