基于流声耦合的轴流风机气动噪声数值模拟

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于流声耦合的轴流风机气动噪声数值模拟学科专业机械工程学号201521080113作者姓名孙晨指导教师杜平安教授分类号密级注1UDC学位论文基于流声耦合的轴流风机气动噪声数值模拟（题名和副题名）孙晨（作者姓名）指导教师杜平安教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业机械工程提交论文日期2018.05.02论文答辩日期2018.05.21学位授予单位和日期电子科技大学2018年

2、6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。NumericalSimulationofAerodynamicNoiseofAxialFanBasedonFluid-AcousticCouplingAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline：MechanicalEngineeringAuthor：SunChenSupervisor：Prof.DuPing-anSchool：SchoolofMechanicala

3、ndElectricalEngineering摘要摘要轴流风机因其具有性能优、耗电少等诸多优点而被广泛应用于发热量较大的现代化设备中进行散热，但同时它在工作时所产生的噪声也会严重危害人体健康，所以轴流风机的噪声问题已被越来越多的人所重视。本文针对电子设备用小型轴流风机，通过数值模拟与实验验证的方法对轴流风机内部及其周围的流场和声场进行分析，并且以噪声为主要研究方向对风机单体和电磁炉整机气动噪声的影响因素分别进行研究，具体研究内容如下：（1）轴流风机数值模拟方法的确定。采用计算流体力学和气动声学中的声类比的方法对轴流风机的流场和声场性能进行仿真计算，确定

4、了风机的三维建模及模型简化方法、网格划分及流声求解设置方法，通过风洞实验和噪声测试确定了仿真的正确性。并且以涡声理论为基本依据，分析了风机流场中各参数的分布情况和声场中频谱等问题，建立了流与声的关系。（2）单体轴流风机工作状态的研究。以原型单体风机为研究对象，改变轴流风机的转速和背压对其进行数值模拟。并通过对不同转速不同背压下风机流量、效率和噪声变化规律的研究，找到轴流风机合理的工作状态，确定了所研究的风机在工作转速4000rpm下最适合的工作背压在40~80Pa范围之间，对提高风机的工作寿命产生了积极影响。（3）单体轴流风机气动噪声影响因素的研究。以

5、单体轴流风机为研究对象，对风机扇叶的结构进行改变，通过对数值模拟结果的分析，得到不同安装角、弯角、掠角和叶片厚度对单体轴流风机的影响，并对流量、气动噪声等参数的相应变化规律进行总结，为轴流风机叶片的设计提供参考依据。（4）电磁炉整机气动噪声影响因素的研究。以电磁炉为研究对象，对其进行简化建模仿真，研究分析了散热风机工作时对电磁炉内部流场和声场的影响。并且通过数值模拟，总结出电磁炉的散热孔数量和风机位置不同时流声变化规律，为整机中结构的改进提供参考。关键词：轴流风机，数值模拟，流声分析，气动噪声影响因素IABSTRACTABSTRACTAxialflow

6、fansarewidelyusedinmodernequipmentwithlargeheatgenerationforheatdissipationduetotheiradvantagessuchasexcellentperformanceandlowpowerconsumption.Atthesametime,thenoisegeneratedbytheaxialflowfanduringoperationwillalsoendangerhumanhealth.Therefore,thenoiseproblemofaxialflowfanshasb

7、eenpaidmoreandmoreattentionbypeople.Inthispaper,thesmallaxialfanofelectronicequipmentistakenasresearchobject.Usenumericalsimulationandexperimentalverificationtoanalyzetheinsideandaroundtheflowfieldandthesoundfield.Theinfluencingfactorsoftheaerodynamicnoisewhicharecausedbythesing

8、leunitfanandthewholeunitfanrespectivelyareresea