洗扫车用离心风机气动噪声的优化

离心风机是洗扫车的关键部件,降低风机的气动噪声可极大提升产品性能.基于有限元分析软件和FW-H声比拟模型,对离心风机的气动噪声强度进行了计算.重点研究了蜗壳宽度和蜗舌半径两个结构参数对风机气动噪声的综合影响,结果表明:合理地减小蜗壳宽度和增大蜗舌半径能够在保持风机气动性能基本不变的情况下有效降低风机的气动噪声.基于数值...     

变螺旋角方法离心风机蜗壳型线数值优化

基于变螺旋角蜗壳型线设计方法,通过大涡模拟(LES)计算风机内部的非定常流场,利用二次回归正交试验设计法,对某离心风机的蜗壳型线进行数值优化以降低风机的A声级。优化时以蜗壳型线起始和终了位置的螺旋角为设计变量,以非定常流场计算得出的时均效率和A声级为目标函数,通过优化得到使风机气动噪声最低的最佳螺旋角分布,进而得到最佳蜗壳型线。利用数值模拟对优化结果进行了验证,验证结果表明:优化之后,时均效率降低了0.07%,A声级降低了4.04dB,时均效率和A声级相对于原风机分别降低了0.09%和4.51%;本次二次回归正交试验优化具有较高的预测精度,与CFD数值验证得出的时均效率和A声级的相对误差分别为0.01%和0.53%。     

离心风机干涉噪声预测

通常,离心风机的干涉噪声声是主要的噪声源,也是研究的主要对象.本文建立了离心风机的干涉噪声强度与机器几何参数和气动参数的关系,从而可以预测离心风机的干涉噪声并近似估计其总的噪声级.这对离心风机的设计有一定指导意义.     

进口预旋对离心叶轮气动性能影响机理的研究

将理论推导和数值模拟相结合,对典型离心压缩机Eckardt叶轮流场进行分析,探讨了不同进气预旋对叶轮气动性能的影响;从叶片进口攻角、叶尖相对马赫数和流向压力变化的角度,阐述了预旋对内部流动以及气动性能的影响机理.结果表明:预旋角对进口攻角和叶尖相对马赫数同时产生显著影响,正预旋会降低进口来流的攻角及相对马赫数,使叶片前...     

离心风机蜗壳振动辐射噪声的数值预测

数值模拟了T9-19No.4A离心风机蜗壳在非定常气动力作用下的蜗壳响应振动及其噪声.首先给出该风机运行时振动及噪声的测量结果,得出基频噪声是主要噪声类型.然后使用CFD软件ANSYS CFX对风机内部流场做了整场瞬态数值模拟.流体压力脉动作用于蜗壳产生一个随时间变化的力,激励其振动,实现流体到结构的单向耦合.接着运用ANSYS multiphysics模块对风机蜗壳进行了谐响应分析,最后应用LMS SYSNOISE模拟了蜗壳振动向外辐射的噪声.     

半潜式海上浮式风机气动阻尼特性研究

由于海上漂浮式风机具有较大的支撑平台运动,气动阻尼效应对海上漂浮式风机的运动响应带来了重要的影响, 日渐受到相关国内外学者的关注. 为了研究海上浮式风机的气动阻尼特性,本文推导了海上浮式风机气动阻尼力的数学模型,并借助模型实验和数值计算的方法,研究了半潜式海上浮式风机的气动阻尼特性及其作用规律. 结果表明,浮式风机的风轮旋转时的气动阻尼比风轮非旋转状态时更加明显;在作业工况下,气动阻尼对半潜式浮式风机平台的纵荡、纵摇、机舱的运动有明显的抑制作用,且主要体现为对半潜式浮式风机的平台运动固有频率响应的抑制作用,对波频范围的平台运动作用甚微. 其变化规律与风速大小、波浪载荷等有关,在风机的额定工况之前,气动阻尼通常与风速呈正相关关系,但是增长率有逐渐减小的趋势;在控制系统作用下,当入流风速接近或超过风机额定风速时,容易出现气动负阻尼现象,反而进一步强化浮式风机的运动响应,此时通过降低变桨距控制器的比例系数,即降低变桨距控制器的灵敏度,有助于增加海上浮式风机的气动阻尼效果,并且在一定程度上减缓负的气动阻尼的发生,改善海上浮式风机的运动响应.      

基于响应面法的新型排翼式飞艇的气动优化设计

采用均匀试验设计的方法, 以后掠排翼式飞艇为初始气动外形, 后翼的轴、法向坐标为设计变量, 升力、阻力系数和升阻比为目标函数, 通过CFD结合响应面近似理论, 建立了气动参数的二阶响应面优化模型, 并针对排翼式飞艇的升阻特性进行了优化设计. 研究结果表明: 响应面方法是解决气动优化问题的一种行之有效的方法;优化后排翼式飞艇的气动性能得到明显改善, NACA0020, NACA0030, NACA0040排翼式飞艇的升阻比分别提高了9.61%, 6.08%, 13.08%; 飞翼的轴向和法向位置对各气动参数的影响不尽相同, 升力系数C_rm l和升阻比k对轴向位置更为敏感, 而轴向和法向位置对阻力系数C_d的影响则基本相当.      

叶片与蜗舌耦合对离心风机性能和旋转噪声影响的数值研究

利用三维N-S方程和RNGk-ε湍流模型对离心风机内部的非定常粘性流场进行了数值模拟,分析了不同时刻叶片与蜗舌所处的不同相对位置对风机瞬时性能、叶轮出口流动以及对蜗舌处的静压分布和静压脉动的影响。同时指出,改进特定时刻叶片与蜗舌处于特定相对位置时风机的瞬时性能是提高风机总体性能的一条新的途径。此外,还尝试运用一种新的方法,即不用求解声场而直接依据非定常流场中的静压脉动分析了蜗舌处主要气动噪声源的位置及其成因。     

复杂大气入流下海上风机力学特性研究

随着风能技术的不断进步, 风机叶片逐渐向大型化发展, 这使得真实复杂大气入流对风机运行性能的影响愈发显著. 为研究真实复杂大气入流下海上风机的力学特性响应, 利用基于大涡模拟的域前模拟方法生成复杂大气入流, 并结合致动线模型模拟风机叶片, 对中性复杂大气入流下海上固定式风机进行数值模拟, 重点分析风机的气动性能及转子和叶片根部的力学特性, 并与均匀入流计算工况进行对比. 计算结果表明, 中性复杂大气入流中的大尺度低速气流团使得风机气动功率输出值在较长一段时间处于较低水平, 此外, 中性复杂大气入流的高湍流强度特征使得风机气动功率的变化幅值和标准差较均匀入流工况大幅增加; 风机轴向推力的标准差值增加到均匀入流的53倍, 中性复杂大气入流的来流流场扰动引起偏航力矩的最大值、均方根和标准差分别增加到均匀入流的10、4.4和4.3倍; 速度垂向分布的不均匀性以及轮毂高度附近的大尺度低速羽流结构导致摆振剪力和弯矩的标准差响应值分别为均匀入流的2倍和4.6倍.      

离心式风机内部脉动流场和旋转噪声的计算

本文定量计算了离心式风机叶轮径向面上内部脉动流场的分布以及流场参数的变化规律。进一步求得风机旋转噪声，并与实测结果吻合良好。本文的理论和方法可用于离心式风机旋转噪声的预测且可求得风机结构参数、气流参数对旋转噪声的影响，为风机的气动声学优化设计提供了依据。