吸尘器离心风机气动性能及噪声研究

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1、中图分类号：V211.3论文编号：102870118-S016学科分类号：080103硕士学位论文吸尘器离心风机气动性能及噪声研究研究生姓名陈彬彬学科、专业流体力学研究方向计算流体力学指导教师陆志良教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringStudyontheAerodynamicPerformanceandNoiseoftheCentrifugalFanforVacuum

2、CleanersAThesisinFluidMechanicsbyChenBinbinAdvisedbyProf.LuZhiliangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空

3、航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：_____________日期：_____________南京航空航天大学硕士学位论文摘要离心风机是一类在工业生产与日常生活中广泛使用的的流体机械。本文以吸尘器用高速离心式风机为研究对象，通过数值模拟和实验测试相结合的手段研究风机的气动性能和气动噪声，探究关键设计参数对风机性能的影响，开展效率优化和降噪研究。分别采用混合平面法和滑移网格法对原型风机的流场进行数值模拟，将气动性能的计算结果和实验值对比，验

4、证了数值模拟结果的可靠性，在此基础上分析了轴向涡流、二次流、分离流等流场特征，增进了对风机内部复杂流动现象的理解。探究叶片入口角β1、出口角β2和圆弧半径r1对风机气动性能的影响，总结出三者对风机气动性能的影响规律。针对双圆弧的几何局限性，提出采用三次贝塞尔曲线代替双圆弧，对曲线参数化建模，提出优化问题的数学模型，通过试验设计、响应面建模和数值寻优，优化出一款高效风机。优化结果得到实验验证，达到了预期提升峰值效率的要求。对于气动噪声研究，采用声类比方法数值模拟原型风机的声场，对比计算和实验结果验证了数值方法的准确性。通过声源强度分布，确定了主要的声源位置，并针对主

5、要声源开展降噪研究。研究不同叶片数目组合的风机，发现增加叶片数目能够有效地降低旋转噪声，对宽频也有一定的抑制作用，降噪效果明显；但同时会导致风机运行效率的降低。研究叶顶斜切对风机性能的影响，发现在气动性能几乎不变的前提下能够显著降低一次谐频及其附近的宽频噪声，具有良好的降噪应用前景。关键词:离心风机，气动性能，气动噪声，效率优化，降噪研究I吸尘器离心风机气动性能及气动噪声数值计算ABSTRACTThecentrifugalfanisakindoffluidmachinerywhichiswidelyusedinindustrialproductionanddail

6、ylife.Inthispaper,ahigh-speedcentrifugalfanforvacuumcleaneristakenastheresearchobject.Theaerodynamicperformanceandaerodynamicnoiseoffanarestudiedbynumericalsimulationandexperimentalverification.Theinfluenceofsomekeydesignparametersisexplored,andefficiencyoptimizationandnoisereductionr

7、esearcharecarriedout.First,themixedplanemethodandslidingmeshareusedtosimulatetheoriginalfanrespectively.Thecalculationresultsarecomparedwiththeexperimentalresultstoverifythefeasibilityofthemethod.Throughthedetailedanalysisofthecharacteristicsinsidethefan,includingaxialvortex,secondary

8、flowa