不等距叶片风扇的性能计算及降噪研究

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1、工程硕士学位论文不等距叶片风扇的性能计算及降噪研究作者姓名胡肖琬玥学科专业车辆工程指导教师康英姿副教授校外指导教师贺频艳高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年4月StudyonAerodynamicPerformanceCalculationandNoiseReductionofFanswithUnevenBladeSpacingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuXiaowanyueSupervisor：AssociateProf.KangYingziSouthChinaUniversityofTe

2、chnologyGuangzhou,China分类号：U132.3学校代号：10561学号：201521003130华南理工大学硕士学位论文不等距叶片风扇的性能计算及降噪研究作者姓名：胡肖琬玥指导教师姓名、职称：康英姿副教授；贺频艳高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：车辆工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：计算流体力学论文提交日期：2018年04月12日论文答辩日期：2018年06月02日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：邬晴晖委员：上官文斌康英姿赵学智王惜慧摘要汽车作为一种日常交通工具，越来越普遍地出现

3、在普通家庭之中。随着经济社会的进步与生活水平的提高，人们对于汽车的性能要求也开始不断提升，汽车的乘坐舒适性和振动噪声控制等受到越来越多的关注。汽车是一个包括各种不同性质噪声的综合噪声源，其中以发动机噪声所占的比重最大。作为发动机冷却系统中的重要组成部件，冷却风扇噪声是汽车发动机的最大噪声之一。因此，对冷却风扇噪声的研究具有非常重要的意义。本文首先对不等距风扇相关方面的研究做了调查，回顾了其在国内外的研究现状。接着，介绍了冷却风扇的性能评价参数，及冷却系统的匹配原则。在详细地介绍了两种不同类型的风扇试验装置后，对冷却风扇的各性能指标的测试做了简单描述。然后又介绍了噪声评价指标，阐述了发动机冷却

4、风扇的噪声产生机理及噪声的分类特征，并详细介绍了测试气动噪声的半消声室与噪声采集设备及其测试与计算的原理。基于CFD仿真的方法，对冷却风扇的气动性能和气动噪声进行计算。首先建立起风扇的几何模型和风扇试验管道的流场模型，再对模型进行网格划分，设置完模型的相关参数后开始仿真计算。将计算的结果与试验进行对标处理，对比结果表明：风扇各性能指标的误差均小于10%，并且仿真结果的趋势与测试结果完全一致，验证了本文所建立的计算模型的正确性，而且得到了该风扇的噪声类型以及各主要阶次对总噪声的贡献量。对不等距风扇与等距风扇的噪声频谱图进行了对比研究，结论如下：叶片不等距分布使风扇通过频率处发生了调制现象，即基

5、频所对应的声能峰值被对称地分布在基频两边，前几阶谐波也是如此，因此不等距叶片风扇可以在人耳对噪音的敏感度范围内降低离散噪声。并对4种不等距叶片设计的优缺点进行了比较，择优选用了叶片角度正弦调制法设计了3款不同叶片分布的不等距风扇。优化结果表明：随着叶片分布不均匀度增大，即随着公式中的A值与N值的增大，风扇的总A声级相应降低。关键词：轴流风扇；不等距叶片；CFD；气动性能；降噪IIAbstractWiththedevelopmentofeconomyandtheimprovementoflivingconditions,therequirementstotheautomobilehavebee

6、nincreasing.Moreandmoreattentionhasbeenpaidtotheridecomfortandvibrationnoiseoftheautomobile.Automobileisacomprehensivenoisesource,inwhichthemostimportantpartofnoiseisfromengine.Asanimportantcomponentofenginecoolingsystem,coolingfannoiseisoneofthebiggestnoisesofengine.Therefore,thestudyofcoolingfann

7、oiseisofgreatimportance.Inthispaper,theresearchofcoolingfannoiseathomeandabroadisreviewedfirstly.Then,theperformanceparametersofcoolingfanandthematchingprincipleofcoolingsystemareintroduced.Afterintroducing