多翼离心风机的气动噪声预测

针对目前不同型号的多翼离心风机采用降噪方法的不确定性,提出了一种基于非定常流场的多翼离心风机气动噪声分析方法,不需要直接求解声场却能为多翼离心风机降噪提供有用信息.对风机内部非定常流场进行计算,结合时域和频域方法对流场内静压脉动的强度和频率进行分析,根据声学基本理论,判定主要气动噪声源的位置及噪声类型.用该方法对某多翼离心风机进行计算,实验与理论分析的结果吻合良好.     

多翼离心风机的三维数值分析

本文对一前弯多翼离心风机的内流场进行了三维数值分析。结果显示蜗壳内部的最大压力沿着轴线方向分布在不同的圆周位置,叶轮内部蜗舌上游区域存在着进口旋涡,蜗舌附近存在着明显的从叶片出口到进口的逆向回流,蜗舌间隙中存在着间隙涡,本文同时给出了一些典型位置上的速度和静压沿轴向的分布曲线,为验证本计算方法的可靠性,计算的流量和压力特性曲线和实验结果进行了比较,吻合良好。     

基于敏感性分析降维的多翼离心风机叶轮优化设计

针对多翼离心风机内部流动分离严重、流动损失大及叶轮几何参数多等特点,本文以风机叶轮为对象,开展了几何参数化建模及基于敏感性分析降维,并在此基础上,通过建立包含拉丁超立方抽样法、支持向量回归(SVR)代理模型、混合自适应采样方法和遗传算法的高维高效优化方法,分别开展了效率单目标优化与效率–全压多目标优化设计。研究结果表明：对于风机效率,几何参数影响程度由大到小依次为叶轮内径、叶片出口角、叶轮外径、中盘位置、叶片进口角、叶片数、叶轮宽度、叶片厚度。单目标优化后风机最高效率点效率提高2.29%;多目标优化后效率提高1.91%,全压提升30.95 Pa。研究工作对于认识多翼离心风机内流机理、发展先进优化设计方法具有较重要的学术意义及工程应用价值。     

并联多翼离心风机蜗壳出口等面积优化法

多翼离心风机并联系统有限的出口面积使风机性能受到制约,为提高并联运行状态下的风机性能,需对蜗壳的出口结构进行相应的优化。本文引入系数￡表征蜗壳出口段流道的收缩程度,详细分析了该收缩度ε对风机性能的影响,并根据不同方案的计算结果提出了一种针对并联系统风机的等面积优化法。基于该方法对原风机蜗壳结构进行了局部改型,模拟及试验结果表明:等面积优化法消除了流道中出口面积受限造成的压力损失,蜗舌附近流动得到明显改善,气动性能也得到较大提升。     

多翼离心风机叶片参数化及多目标优化研究

针对吸油烟机用多翼离心风机叶片多目标优化设计,提出一种二次非均匀B样条曲线的叶型参数化方法。采用4个控制点确定B样条曲线的方式对叶片的出口角、叶型的弦长和叶型的最大弯曲度进行控制,可以有效避免不合理叶型。使用Matlab软件调用相应的批处理文件,实现叶轮的自动建模和网格划分。结合最优拉丁超立方试验设计方法和CFD数值计算生成44组多目标优化的样本空间,建立能准确反映设计变量与优化目标之间响应关系的Kriging近似模型,并利用存档微遗传算法对其进行多目标优化。研究结果表明:与原型机相比,优化后的叶轮出口的径向速度明显增大、蜗壳内部流动损失减小,吸油烟机系统在多个工况下的流量和效率均有提高。     

扩压器几何参数对离心风机噪声的影响

本文试验研究了扩压器几何参数对一高速离心风机的噪声的影响。扩压器的几何参数包括叶片数、叶轮与扩压器的径向间隙和倾斜前缘倾角以及它们的耦合作用对风机噪声的影响。试验结果表明:(1)风机A声级噪声随扩压器叶片数增加而下降,但气动性能也随之下降;(2)扩压器前缘半径从R_3/R_2=1.03增加到1.07,在设计点风机A声级噪声降了约3 dB(A),继续增大至1.09则基本不变;(3)适当倾斜扩压器前缘可有效降低风机噪声,在设计点30°倾角扩压器相应的风机A声级噪声下降了约3.6 dB(A);(4)倾斜扩压器前缘与增大径向间隙的降噪效果不能叠加。     

小型高速离心风机噪音主要影响因素研究

通过实验和数值模拟方法,本文详细研究了影响小型高速离心风机噪音的主要因素。研究结果显示采用低转速、倾斜蜗舌、适当增加蜗壳出口张开度和增加蜗壳宽度能有效地降低噪音,其中以采用倾斜蜗舌降噪效果最为显著,且对风机气动性能影响不大。本文研究结果可为设计高速小型低噪离心风机提供参考。     

用边界单元法计算离心风机噪声辐射

１概述在工业生产中,噪声已成为考查风机性能的重要指标之一。然而,为了准确测出风机的噪声量值,需要一个适宜的声学环境,否则往往无法测出其真实的噪声量值。其次在噪声测量中,从机壳辐射的噪声同通过进、出口管道面辐射的噪声相互影响,因而把这两种能量途径分开几乎是不可能的。本文提出了一种评估风机机壳单独的噪声辐射的方法。这种方法运用边界元法在测量风机机壳表面振动速度的基础上计算蜗壳表面的声压分布及其辐射的声功率．当然它也可以用来计算入口管、出口管（不包括蜗壳）所辐射的声功率。２等参单元法计算三维辐射声场声…     

前置导叶对横流风机性能及气动噪声的影响

在横流风机叶轮前加前置导叶(IGV)可以改善横流风机的进口流场,减少叶片上的流动分离,进而降低横流风机的功率。采用非结构化网格RNGκ-ε两方程模型,分别对不加IGV、加IGV1,以及IGV2的横流风机内部流场进行数值模拟,并对三种情况进行气动性能及噪声试验。数值模拟和试验结果表明在加不同IGV以后,横流风机的噪声增大,但是功率在加IGV2后出现了一定的降低。     

基于蜗舌改型的空调用离心风机流动分析及降噪研究

本文采用计算流体动力学和声类比相结合的混合方法对空调用离心风机进行流场以及声场的计算,同时进行风机风量和噪声的实验测量,验证所采用的数值计算模型和计算方法的有效性.针对原型非常规蜗壳,提取蜗壳中间截面型线进行直蜗舌的蜗壳设计,在此基础上设计了三种倾斜蜗舌的蜗壳.根据数值计算结果,对最优倾斜蜗舌进行了实验验证。经实验测试,风机在各个工况点风量均有提升,在最大风量点风量提升6.0%,噪声降低1.4 dB(A).数值分析风机内部流动特征及噪声特性,发现在蜗舌附近流动区域内湍流强度和涡量明显减小,在叶片通过频率处声功率谱密度以及噪声峰值明显下降,这也表明风机的旋转噪声得到了有效控制。     

数值模拟不等距叶片对贯流风机的影响

贯流风机的通过频率(BPF)是其重要的噪声频率.降低BPF噪声可以降低基频处的声压级,其中一种方法是采用不等距叶片.本文采用3种叶片距分布形式,采用realizable k-ε两方程和大涡模拟(LES)湍流模型模拟了风机的内流场,计算线性欧拉方程(LEE)中声源项得到声源位置及强度,采用基于Lighthill声类比的FW-H积分方程获得了叶轮和蜗舌处偶极子型的离散噪声频谱.比较了不同叶片距对风机性能,噪声特别是BPF噪声的影响.计算结果表明在对性能影响较小的情况下,不等距叶轮可降低BPF噪声和总A声级噪声.     

风机封闭系统内噪声模拟分析

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（Computational Fluid Dynamics, 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。     

空调风机叶道内旋涡流动分析及进气口偏心的影响

本文采用CFD方法,详细分析了空调用多翼离心风机叶道中的气流分布以及进气口偏心的影响。研究表明,风机叶道内存在大范围的气流分离现象。在后盘附近,存在分离现象的叶道约占2/3,主要分布在蜗壳内侧;而在“前盘”附近,几乎所有叶道都存在分离现象。在“前盘”附近,蜗舌下方的叶道中气流几乎停滞,蜗舌下游叶道为回流和尾缘旋涡所充满,至临近蜗壳出口侧,前缘旋涡逐步形成、发展并融合尾缘旋涡,最后衰减、消失。风机进气口向蜗壳内侧偏置适当距离, “前盘”附近叶道旋涡分布范围明显减小。     

车辆天窗气动噪声的数值分析与实验研究

本文从汽车天窗气动噪声的机理入手,利用与实车几何尺寸为1:5的简化模型进行了空腔绕流的数值计算,分析了其流场结构及气动噪声产生的原因.在低速静音风洞中进行了不同流速下的流场和声场实验研究,研究了天窗不同位置的速度剪切层变化,以及不同流速下的声压级变化,发现了除了特征频率下的风振噪声,还存在较大频率范围的气动噪声,其随着...     

多翼风机新型斜蜗壳和常规直蜗壳的对比研究

本文采用Navier-Stokes方程和K-ε两方程模型对多翼风机分别采用新型斜蜗壳和常规直蜗壳的内流特性进行了三维数值模拟和实验研究。新型斜蜗壳的蜗舌间隙沿轴向从底盘到进风口由6％变化到4％,同时间隙位置沿圆周方向偏移15°。计算结果表明采用新型斜蜗壳可以改善多翼风机蜗舌间隙内的压力和速度分布,消除近底盘区域的出口旋涡。实验结果表明,采用新型斜蜗壳可以提高多翼风机的压力,降低叶片通过频率噪音并能改善音质。     

风机气动力噪声与气动力设计问题

本文在综合国内外文献及我们对高效率、低噪声风机研制实践基础上,分析了轴流风机与离心风机的气动力噪声源,并从气动力设计角度提出关于降低噪声,提高效率的设计原则。     

低温氦气离心风机气动设计及变工况性能预测

低温氦气离心风机是超导磁体循环预冷系统的关键驱动设备,其性能优劣直接影响整个预冷系统的性能。本文按真实气体模型计算气体的热物性,自主开发了离心压缩机初步气动设计和变工况性能预测程序,对以低温氦气为工质的离心风机进行初步设计和变工况性能预测。基于三维流场数值仿真分析验证该低温离心风机内部流动情况和级性能。结果显示：低温氦气离心风机在各工况下都有良好的气动性能,本文所建立的气动设计及性能预测方法准确可靠,可用于磁体循环预冷系统低温氦气离心风机的初步设计与性能评估。