【摘要】： 空調室內機的氣動噪聲問題引起了越來越多的關注，降低氣動噪聲在目前正變得越來越重要。 本文針對空調室內機貫流風扇的氣動流場及氣動噪聲展開研究。結合數(shù)值模擬及實驗測量對樣機在三檔不同轉速下的內流特征及噪聲特性進行了模擬，實驗及分析，總結了其內流特征，分析了氣動噪聲源產(chǎn)生的位置及機制，其氣動噪聲遠場傳播特點，最后給出了貫流風扇氣動噪聲的一個預測模型，并進行了驗證。 內流場的研究是進行氣動噪聲研究的基礎。本文首先采用CFD技術對貫流風扇模型內流進行了模擬。采用二維及三維計算模型，在定常及非定常條件下對貫流風扇運行于三檔不同轉速(800rpm，1000rpm，1200rpm)時的內流情況進行了詳細的分析及總結。這為進行氣動噪聲模擬及噪聲模型的提出奠定了基礎。 結合CFD計算結果，對貫流風扇氣動噪聲產(chǎn)生機理進行了分析。采用Lighthill聲學類比方法，線性歐拉方程中聲源項分析，Lilly方程中聲源項分析，Powell渦聲方程中的聲源項分析對其氣動噪聲源進行了定位及源特征總結。在頻率域內采用“兩步法”對噪聲傳播進行了數(shù)值模擬。模擬分別基于Ffowcs Williams-Hawkings方程積分求解方法及有限元模擬方法進行。比較了不同轉速條件下的頻譜特征，聲壓指向性，聲壓云圖分布等，特別分析了基于有限元波動方程解法結合Lighthill聲源項模擬了蝸殼的存在對噪聲傳播的影響。 在時域內分別采用“兩步法”及計算氣動聲學方法對氣動噪聲的產(chǎn)生及傳播進行了數(shù)值模擬�；贑E／SE算法發(fā)展了計算流體力學及計算氣動聲學軟件CFDCA。針對貫流風扇氣動噪聲傳播特性，采用基于非結構網(wǎng)格的CE／SE算法對其氣動流場進行數(shù)值模擬，并模擬了氣動噪聲的傳播。湍流模擬采用大渦模型，搭接式滑移網(wǎng)格模型處理動靜干涉。噪聲傳播采用完全歐拉方程作為控制方程，遠場采用無反射邊界條件。通過該軟件對貫流風扇的模擬結果分析，總結了其時域模擬的特點。 為了驗證數(shù)值模擬的正確性，采用實驗的手段研究了貫流風扇的氣動噪聲源特性。實驗在本底噪聲為19dB(A)的靜音室中進行，采用高精度，高頻響的聲壓傳感器分別測量了室內機進口，蝸舌壁面，近葉輪出口，遠場等位置的聲壓波動。對得到的原始壓力脈動數(shù)據(jù)進行了快速傅里葉變換，基于FFT變換的聯(lián)合時頻分析，基于連續(xù)小波變換的聯(lián)合時頻分析。分別在時間域和頻率域進行了不同測量點及不同運轉條件下的對比分析。采用性能實驗臺測量了貫流風扇的外特性，并將流動及噪聲數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結果進行了比較，檢驗并評判了數(shù)值模擬結果的準確性。 基于貫流風扇內流場特點，本文提出了兩級通流的模式來描述其內流特點；基于貫流風扇內流及氣動噪聲特點，參考離心風扇及軸流風扇氣動噪聲模型，根據(jù)已有的結論，本文提出了一種貫流風機氣動噪聲模型。模型采用本文實驗結果進行參數(shù)確定，為了驗證模型的適用性，，本文對文獻[165，166]中的實驗風扇采用本文提出的模型進行了計算并與實驗結果進行了比較，表明了本文模型的正確性。
【圖文】：

效率和流動效率變化相反的實驗結果。針對貫流風扇的內流，許多研究者進行了詳細的研究。B.�？嗽谒摹锻L機》一書中給出了實驗測量的貫流風輪的主流場形態(tài)，如圖1一1所示[63]。圖1一1在水池中測量的貫流葉輪的主流場形態(tài)圖1一2貫流風扇的主要結構及流態(tài)

扇有限葉片數(shù)的影響和葉片的扭曲，流道的擴散等都容易使得流動產(chǎn)生分離及二次流，其湍流現(xiàn)象豐富。圖2一1模型實物本文研究的對象是空調室內機貫流風扇，如圖2一1所示。去除了換熱器，出口導風片等，對室內機進行了簡化。風扇實物如圖2一2所示。圖2一2貫流風扇實體圖模擬對象是直齒風輪，扇葉在軸向保持為直線，整個風扇由9節(jié)組成，每一節(jié)有一定的錯距角。其中蝸殼詳細尺寸如圖2一3所示。葉輪參數(shù)列于表2一1。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TU83;TB53

【引證文獻】

相關期刊論文 前2條

1 賴煥新;王孟;云楚燁;姚進;;使用多孔蝸舌的貫流風機[J];工程熱物理學報;2011年09期

2 岳向吉;巴德純;蘇征宇;冀凱;李愛明;;基于CFD的滾動活塞壓縮機泵腔氣流噪聲分析[J];振動與沖擊;2012年03期

相關博士學位論文 前1條

1 王娟;9R-40型揉碎機噪聲分析研究[D];內蒙古農(nóng)業(yè)大學;2010年

相關碩士學位論文 前3條

1 王興雙;空調器室外機流場數(shù)值模擬及其軸流風扇噪聲預估[D];華中科技大學;2011年

2 柳品;轉子結構對風扇性能和內部流動的影響研究[D];浙江理工大學;2011年

3 姚進;多孔蝸舌貫流風機內的非定常流動特性研究[D];華東理工大學;2012年

本文編號：2679715