内容发布更新时间 : 2024/5/18 7:23:07星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

某型空调轴流风扇的气动噪声仿真分析 詹福良1 游 斌2

(1 LMS 国际公司北京代表处, 2 美的制冷家电集团技术研发中心 1、概述

研究对象是带短导管轴流风扇的气动噪声分析问题。这里主要介绍使用LMS 公司著名声学软件SYSNOISE 的流体声学模块生成气动噪声声源,然后使用SYSNOISE 强大的声学边界元(Acoustic BEM 功能进行整个声场谐波分析的过程和结果。其中带短导管轴流风扇的流场分析使用FLUENT 软件,分析模型和输入数据由美的研发中心的游斌博士提供。SYSNOISE 模型的网格在FLUENT 模型网格的基础上快速生成得到。

本文目的在于SYSNOISE 流体声学功能演示和抛砖引玉,并未对计算结果的准确程度特别关注。实际上本题计算结果的准确性由FLUENT 流场计算的精度和SYSNOISE 声学计算精度共同决定,我们这里只选取了FLUENT 计算初期的部分流场结果,初始条件扰动较大,导致噪声计算的结果可能偏大。共计算了6~2300Hz 之间的噪声分布,这里只列出部分结果。

根据与游斌博士的交流,做了两种不同网格密度的SYSNOISE 模型进行验证。一种是严格按照CFD 导出网格的密度,直接生成对应的SYSNOISE 模型;另一种是按照声学分析理论进行了网格稀疏化的SYSNOISE 模型。对两种模型的内声场计算结果进行了对比,结果基本完全一致。但是第二种稀疏化模型(有效频率已经达到8000Hz 的计算速度大幅度增加。实

际应用中建议使用第二种模型。 2、分析流程

C F

D c o m p u t a t i o n i n t i m e d o m a i n (e .g . L E S – L a r g e E d d y S i m u l a t i o n ; D E S

图1SYSNOISE的流体声学分析流程图 具体的分析流程如下:

A在FLUENT模型网格基础上快速生成各种密度的SYSNOISE模型网格。 B使用FLUENT软件对带短导管轴流风扇的流场进行非稳态分析,并在时域内输出流

场的分析结果。(FLUENT分析模型和输入数据由美的研发中心游斌博士提供。

C使用SYSNOISE的流体声学模块直接读入FLUENT的流场分析结果,并生成相应的

气动噪声声源,这里主要是壁面流体压力脉动产生的二极子声源。

D使用SYSNOISE强大的(耦合声学边界元(Acoustic BEM功能进行整个声场的 谐波分析计算和结果后处理输出。本文使用内外DBEM模型在短导管的端部进行耦合来模拟开放导管情况,内模型由导管壁面与风扇之间构成的空腔组成(法线方向指向空腔内侧,外模型由导管壁面组成(法线方向指向空腔外侧。

图2 内外声场耦合的边界元模型及不同的网格密度对比 3、结果分析

3.1 二极子声源提取结果