扫路车用风机内部涡流特性与压力脉动分析

以某型号扫路车用风机内部涡流和压力脉动特性为研究对象,建立适宜于扫路车用风机内部湍流流动的CFD数值模拟方法,仿真与试验结果的对比验证了所提方法的合理性和可靠性.分析表明:扫路车用风机靠近蜗舌区域的叶轮流道会产生强烈的漩涡流动乃至回流,该流动特征是风机气动噪声的主要来源;蜗舌靠近出口始终存在一个低速、涡量值较小的漩涡区,蜗舌结构形式及叶片与蜗舌间距是影响风机气动噪声特性的关键参数;叶片压力面比吸力面上的脉动周期性特征更强烈,正对叶轮流道的蜗舌表面压力脉动最强.     

基于仿生蜗舌的离心风机降噪研究

以某型离心风机为研究对象，针对风机运行时的噪声问题，运用仿生学原理对蜗舌进行改型设计，在贝壳类生物中得到启发，设计出交错阶梯型的蜗舌结构。采用雷诺时均方程和声类比相结合的方法对离心风机进行流场以及声场的数值模拟，分析了仿生蜗舌对风机性能、流动特征及气动噪声的影响。结果表明：仿生蜗舌对风机性能影响不大；额定工况下，仿生蜗舌结构风机出口附近的噪声降低了2.8dB，风机整体辐射噪声降低了3.3dB；对离心风机内部的流动特征以及噪声特性进行分析，发现仿生蜗舌处的速度分布更加均匀，抑制了蜗舌处的流动分离现象，在低频段内蜗舌处的压力脉动有所下降，表明风机在运行时的噪声得到了一定的控制。     

倾斜蜗舌对离心风机降噪影响的试验研究

针对T9-19No.4A离心风机,试验研究了倾斜蜗舌和蜗舌的安装位置对风机气动性能和噪声特性的影响,结果表明:随着蜗舌倾角和蜗舌与叶轮间安装间距(以下简称安装间距)的增加风机的噪声下降,蜗舌倾角和安装间距对风机的气动性能则是交互影响,不具有单一性。本文选取了3种不同的蜗舌倾角和安装间距,组合优化设计了7种倾斜蜗舌进行试验。风机气动性能的测量严格按照国标《GB/T1236-2000工业通风机用标准化风道进行性能试验》执行,噪声的测量按照《GB/T 2888-91风机和罗茨鼓风机噪声测量方法》的要求执行。     

空调器室内机气动噪声模拟

采用数值模拟的方法对空调器室内机气动噪声进行了计算,分析了室内贯流风机蜗舌处的压力脉动,并通过Curle方程和快速傅里叶变换得到了蜗舌处旋转噪声频谱。通过对旋转噪声频谱的分析,证明了采用不等距叶轮可大大降低贯流风机基频处噪声,使基频的声能分布到较宽的频带范围内,并且可以使基频的峰值移到低频部分,从而使风机的噪声干扰能力大大降低。同时通过对各种不等距叶轮的旋转噪声频谱进行分析,提出了一种能够有效降低贯流风机旋转噪声的不等距叶轮结构。     

多孔材料蜗舌对贯流风机的气动声学性能影响

在不改变蜗舌的几何外形与尺寸的情况下,使用4种不同的多孔材料制作蜗舌,得出某贯流风机蜗舌的4种替换方案.通过对其气动和声学性能的实验测试,比较了多孔材料制作的蜗舌对贯流风机的气动性能和噪声特性的影响.     

抽油烟机内多翼离心风机蜗壳结构的数值优化

本文采用Ansys Fluent计算流体软件对抽油烟机的内部流场进行数值模拟,通过改变多翼离心风机蜗壳宽度和倾斜蜗舌的尺寸、型式,研究了蜗壳结构对抽油烟机气动性能以及比A声压级的影响。研究结果显示:在给定范围内存在最佳蜗壳宽度,使得抽油烟机的比A声压级最小,而气动性能变化不大;两种不同的倾斜蜗舌型式都能够有效地降低抽油烟机的气动噪声,但是倾斜蜗舌二的降噪效果更好;在采用倾斜蜗舌降噪时,蜗舌倾角越大降噪效果越好。     

蜗舌深度对离心风机气动性能和噪声影响研究

针对新风空调离心风机功率高、噪声大的问题,基于CFD仿真与试验研究了不同蜗舌深度对离心风机气动性能和噪声的影响,并着重对A10,A30,A40共3种方案蜗壳在25～60 m³/h流量范围内风机性能和噪声水平进行了分析。结果表明,蜗舌深度优化后,在额定流量45 m³/h工况下,仿真全压值提高5 Pa,全压效率提高17.28%,试验测试功率降低7.8 W,噪声降低1.7 dB;合理选择蜗舌深度能够改善蜗壳扩压段处流动,提高风机气动性能,同时降低风机噪声。研究结果可为离心风机设计提供指导。     

离心风机蜗舌气动噪声D－最优声学模型的研究

阐述了Ｄ－最优化建模理论，根据影响离心风机蜗舌噪声的结构参数，研究了离心风机蜗舌引起的噪声辐射增量的Ｄ－最优数学模型的建模方法，并通过试验建立了鼠笼式离心叶轮蜗舌气动噪声辐射增量的数学模型，取得了理论计算与实验结果的良好拟合。     

离心风机蜗舌气动噪声D—最优声学模型的研究

阐述了Ｄ－最优化建模理论，根据影响离心风机蜗舌噪声的结构参数，研究了离心风机蜗舌引起的噪声辐射增量的Ｄ－最优数学模型的建模方法，并通过试验建立了鼠笼式离心叶轮蜗舌气动噪声辐射增量的数学模型，取得了理论计算与实验结果的良好拟合。     

倾斜蜗舌对前弯离心风机蜗舌区域流动影响的数值研究

为分析蜗舌的不同倾斜角度对离心风机蜗舌区域的非定常流动特征的影响,本文以一款高压前向离心风机为研究对象,对3种不同倾角的蜗舌结构风机进行了稳态的三维流场计算,并采用大涡模拟方法对其最优工况进行了非定常数值模拟。结果表明:随着蜗舌倾角的增加风机全压大致呈线性下降趋势,而适当的蜗舌倾角有利于提高风机的效率;蜗舌表面最高压力区随着倾角的增大,逐渐从蜗舌顶部中间位置向靠近后盖板侧的蜗舌顶部移动;不同倾角下蜗舌中间点P_2的压力脉动主频均为叶片通过频率,而点P_1和P_3的压力脉动主频为叶轮转频或其2倍转频。     

双吸双流道泵流动特性研究

为探讨双吸双流道泵的内部流动规律,本文基于CFD性能预测方法,计算泵在不同时刻和不同工况下的速度-压力分布,探讨其蜗壳喉部的速度分布和蜗壳内部的压力脉动。研究结果表明:叶轮进口处的流动状态与普通叶轮相差较大,在流道的工作面上存在脱流和旋涡。叶轮流道旋转至隔舌左侧靠近蜗壳出口时,叶轮流道以及蜗壳喉部的速度-压力分布均匀。各监测点为低频振动。此项研究可为进一步优化此类泵提供一定的参考。     

横流风机特征参数的实验研究及统计分析

针对影响横流风机性能的众多因素,着重对叶轮型式、蜗舌间隙、蜗壳间隙进行了实验研究,并对实验结果进行了统计分析,得出了相应的结论。     

倾斜蜗舌前向离心风机配置简易消声器降噪的试验研究

将前向离心风机原有的直蜗舌结构改进为倾斜蜗舌结构之后,风机噪声已有比较明显的下降。在此基础上,本文在倾斜蜗舌前向离心风机出口分别配置简易共振消声器和简易阻性消声器,并进行了气动性能和噪声特性的实验测量。结果表明:对于具有倾斜蜗舌结构的前向离心风机,在出口配置阻性消声器可以继续取得良好的降噪效果,但是配置共振消声器降噪效果却不理想。对于同一风机,两种降噪措施单独使用时均可取得良好的降噪效果,但同时使用时,各自的降噪效果却不一定具有预期的迭加性,文中对产生这种现象的原因做了初步分析。     

低噪声离心通风机最佳蜗壳结构的确定

提供了一种确定低噪声离心通风机蜗壳结构的方法。通过对现有的一台离心通风机的改造——对进风口以叶轮进口速度分布均匀性为优化目标进行优化设计；采用改变蜗壳宽度的办法，对其进行回归正交设计，得出Ａ声压级与蜗壳相对宽度的函数关系式。并用求极值方法得出噪声最小的蜗壳宽度。计算结果与试验结果吻合较好，与原蜗壳相比降低噪声３．５ｄＢ（Ａ）。     

蜗壳壁厚对离心风机振动噪声影响的数值研究

采用数值方法分析了蜗壳壁厚对离心风机在气动力激励下蜗壳受迫振动辐射噪声的影响.首先采用CFD方法模拟了风机内部的非定常流动,得到蜗壳壁面的非定常气动载荷分布;然后采用有限元方法计算蜗壳在非定常载荷作用下的受迫振动特性;最后采用边界元方法预测了蜗壳受迫振动激发的噪声声场及声功率.基于上述方法,比较分析了蜗壳壁厚对振动噪声辐射功率的影响.结果表明,并不是蜗壳的壁厚越大,其振动噪声越低,而是对应确定的激励频率,存在最佳的壁厚尺寸或各部分不同壁厚的尺寸组合.     

蜗壳对离心风机内部气动噪声影响的初步数值分析

本文初步建立了一个用于预测离心风机内部气动声场的理论模型,该模型将蜗壳简化为一个封闭的圆柱腔体,并推导了腔体内部声场的表达式。数值分析结果表明,该模型可以反映蜗壳对风机内部声场的影响,为进一步研究蜗壳对离心风机气动噪声由内向外传播的影响提供了基础。     

阶梯蜗舌蜗壳的降噪分析和实验

介绍了阶梯蜗舌技术，并将其应用于一种排油烟的离心风机运用CFD软件Fluent6．0对常规蜗舌和阶梯蜗舌蜗壳进行了二维流场的数值模拟并作了对比，从而探讨了阶梯蜗舌降噪的机理。最后分别对两种蜗壳的风机进行了噪声和其他性能参数的测量。结果：表明采用阶梯蜗舌蜗壳对于降噪是有效的。     

Characteristics of unsteady flow field and flow-induced noise for an axial cooling fan used in a rack mount server computer

The recent development of small and lightweight rack mount servers and computers has resulted in the decrease of the size of cooling fans. However, internal fans still need to achieve a high performance to release the heat generated from interior parts, and they should emit low noise. On the contrary, measurement data, such as flow properties and flow visualizations, cannot be obtained easily when cooling fans are small. Thus, a numerical analysis approach is necessary for the performance evaluation and noise reduction of small cooling fans. In this study, the noise of a small cooling fan used for computers or servers was measured and then compared with the aeroacoustic noise result based on a numerical analysis. Three-dimensional Navier-Stokes equations were solved to predict the unsteady flow field and surface pressure fluctuation according to the blades and casing surface used. The simplified Ffowcs Williams and Hawkings equation was used to predict aeroacoustic noise by assuming that a dipole is the major cause of fan noise. Results of the aeroacoustic noise analysis agreed well with that of the experiment, and a tonal noise whose frequency was lower than the first blade passing frequency could be identified in the noise spectrum. This phenomenon is caused by the shape of the bell mouth. A coherence analysis was performed to examine the correlation between the shape of the cooling fan and the noise.

     

离心通风机蜗舌及出口流场的数值模拟分析

通过对离心通风机的变工况定常流动数值模拟,主要研究了蜗壳舌部及出口流场结构的演变规律,并分析了不同工况下所对应的风机特性变化实质,指出就蜗壳而言,其小流量工况时的"喉部"挤压现象、大流量时的出口流动漩涡及蜗舌回流现象,是影响风机整体特性及运行工况范围的主要因素之一;改善蜗舌及出口几何结构,可以有效提高风机的压头及运行效率.