风机封闭系统内噪声模拟分析

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1、第32卷第6期Vol.32,No.62013年11月AppliedAcousticsNov.,2013风机封闭系统内噪声模拟分析†欧阳山袁旻忞鲁帆隋富生（中国科学院声学研究所噪声与振动重点实验室北京100190）摘要风机系统工作时的一个突出问题是其进风口和出风口产生的噪声。由于风机流场非常复杂，以及实验成本、实验条件限制，基于计算流体力学（Computationalfluiddynamics，CFD）的理论逐渐成为风机噪声估计的重要方法。本文拟通过对由风机及其冷却系统构成的封闭系统进行数值建模和仿真，判断出风机主要气动噪声源的位置和

2、种类，为处于封闭系统内的风机的噪声大小预测，提供一个可供参考的信息。结果表明：风机出口腔体内部非定常压力波动强度最大。关键词噪声，气动声学，谱分析，风机，非定常流中图分类号：TB53；O355文献标识码：A文章编号：1000-310X(2013)06-0433-06SimulationoffannoiseincloseloopOUYANGShanYUANMinminLUFanSUIFusheng(KeyLaboratoryofNoiseandVibrationResearch(InstituteofAcoustics,Chinese

3、AcademyofSciences),Beijing100190,China)AbstractAsignificantproblemoffanisnoiseexistinginitsairinletandairoutlet.Becauseofthecomplexityoftheflowfieldandconstraintoftheexperimentalcost,computationalfluiddynamics(CFD)theorybecomesanimportantmethodforfannoiseevaluation.Byn

4、umericalcalculationoffananditscoolingsystem,thepositionandtypeofmainnoisesourceinclosedloopcanberesolved.Theresultsshowthattheintensityofunsteadypressureinairinletoffanisthemaximum.KeywordsNoise,Aeroacoustics,Spectrumanalysis,Fan,Unsteadyflow1引言声，电动机噪声，管道辐射噪声等，其中，由宽带噪声

5、和旋转噪声组成的气动噪声占主要地位。为了由于人们对周围生活环境的要求越来越高，环有效降低风机系统气动噪声，首先需研究气动噪声境的听觉舒适性越发引起人们的关注。风机系统在源的产生机理，确定噪声源位置。国内外科研人员[1]各种场所随处可见，它们在运行时产生的高噪声污对风机噪声问题做了较多的研究，Neise对1992染对民众生活产生不利影响，因此风机噪声成为一年以前的风机噪声产生机理及控制方法研究成果种亟需考虑的问题。风机噪声主要包含空气动力噪做了一个完整的综述。近十多年来，研究者较多的2013-01-18收稿;2013-08-08定稿作

6、者简介:欧阳山(1985-),男,广东省河源市人,博士生,研究方向:噪声振动。袁旻忞(1985-),男,博士。鲁帆(1980-),男,博士后。隋富生(1970-),男,研究员。†通讯作者:隋富生,E-mail:sui@mail.ioa.ac.cn4342013年11月采用数值计算方法预测评估风机产生的噪声，研究节流装置，再经风机进口腔体形成一个封闭的循环[2]对象多种多样，有冷却风机噪声机理分析，离心冷却系统。由于风机流场非常复杂，以及实验成本、[3][4]式鼓风机噪声仿真，贯流风机噪声预测以及风条件等限制，难以实现用实验手段做完整

7、研究，因[5][9]机在管道中的噪声问题等。在风机声场计算方法此利用基于CFD理论的数值仿真分析方法不失上主要有“Lighthill”声类比和流场、声场统一求为一种有效方法。本文就是通过对图1所示的封闭[4]系统内风机及其冷却系统的原理性台架进行数值解两种方法。目前离心气动声场预测多采用近似[6]建模和仿真，判断出风机主要气动噪声源的位置和方法，或者采用简化模型，在叶片出口的位置以楔形体模拟蜗舌等[7]。这种简化模型通常不能真实特征，为处于封闭系统内的风机噪声研究提供一个的反映蜗壳整体等部件对流场的影响，因此反映的可供参考的信息。[

8、8]并不是真实蜗壳的影响。现有的风机噪声研究多是研究开放环境下孤2声学计算模型立风机产生的噪声问题，即风机处于自由空气下的噪声机理分析，对风机处于封闭系统下的噪声水平2.1理论计算模型估计研究较少。当风机工作在只有进气口和出气口在流体