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气动噪声的数值模拟和研究

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气动噪声的数值模拟和研究

气动噪声是一种由于气流经过物体或是空气之间互相摩擦时产生的声音。这种噪声的来源广泛，从家用电器、汽车发动机到风力发电机、飞机引擎都可能会产生气动噪声。随着工业化和城市化的发展，气动噪声已经成为人们生活中不可避免的一部分。因此，为了改善人们的生活环境和促进工业的健康发展，对气动噪声的数值模拟和研究显得尤为重要。

气动噪声的数值模拟是基于数值计算方法的研究，其核心是CFD（计算流体力学）。CFD是应用数学、物理和计算机科学的学科领域，是一种通过数字方法解决流体运动方程的技术。在CFD的数值计算中，气体或流体流动过程中的各种参数和特性都能够通过数值计算得出，这样就能够较好地模拟出气动噪声的产生过程。

数值模拟能够提供详尽的求解结果，在气动噪声研究中被广泛应用。通过优化流体流动过程和物体的形状，能够减轻或消除气动噪声的产生。例如，针对风力发电机叶轮的气动噪声问题，可以对其外形进行优化，并通过数值模拟得出不同形状的叶轮在不同条件下的噪声效果，以此来选择最优解。

气动噪声的数值模拟需要依靠多重参数，包括风速、压力、粘度等。这些参数对噪声的产生和传播都有影响，并且相互之间的关系也会影响噪声的产生情况。因此，数值模拟是一项复杂的工作，需要结合实际测试数据和理论研究，才能得出准确的结果。

除了数值模拟，还可以通过实验手段来研究气动噪声。实验是一种验证数值模拟结果的有效方法，也能够直接获取噪声产生时的音压级和声学能量等参数。然而，实验也存在着成本高、时间长、数据难以获取的问题。因此，气动噪声的数值模拟研究在实际应用中更为常见。

气动噪声不仅对人们的生活和工作造成影响，而且还可能对环境产生影响。随着环保意识的提高，人们开始越来越关注气动噪声的研究和处理。气动噪声的数值模拟和研究为人们提供了一种有效、可靠的方法，能够更好地把噪声控制在合理范围内，实现更高效、更环保的工业和生活方式。

总之，气动噪声的数值模拟和研究是一个不断发展和完善的领域。在未来，我们需要更加深入地研究气动噪声的产生和控制，以适应不断变化和进步的社会和环境需求。

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爪极电机气动噪声数值模拟及优化

爪极电机气动噪声数值模拟及优化

Ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｌ　

爪极电机气动噪声数值模拟及优化水　

Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　

Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ　Ｎｏｉｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｌａｗ　Ｐｏｌｅ　Ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ　

左曙光　李悦姣　吴旭东　韦开君　

（同济大学汽车学院新能源汽车工程中心，上海　２０１８０４）　

摘　要：提出一种爪极电机气动噪声的计算及分析方法，与试验进行对比，验证该数值模拟计算的准确性　及可行性；运用该方法探究爪极倒角对电机整体气动噪声的影响，并进行噪声优化。运用Ｆｌｕｅｎｔ计算爪极电　

机的流场分布以及声源信息；运用Ｖｉｒｔｕａｌ—ｌａｂ采用边界元法计算声场大小。分别计算爪极有无倒角两种模型　的声场，发现在主要阶次上有倒角的模型噪声均有所下降，倒角结构使得电机进气口处的噪声源得到削弱，相　

比无倒角的模型降低了１０－２０　ｄＢ（Ａ），进而使远场噪声下降３　ｄＢ（Ａ），对爪极电机的气动噪声起到一定的优　

化降噪作用。　

关键词：爪极交流发电机气动噪声　数值仿真　优化降噪　

ＤｏＩ：１０．１６４１３／　．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００７—０８０ｘ．２０１６．１１．００２　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ　ｎｏｉｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｌａｗ　ｐｏｌｅ　ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ　ｉＳ　ｅｓｔａｂ．　

１ｉｓｈｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｆ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｎｕｍｅｒ—　

ｉｅａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｌａｗ　ｐｏｌｅ　ｃｈａｍｆｅｒｉｎｇ　ｏｎ　ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ　ｎｏｉｓｅ　ｏｆ　ｍｏｔｏｒ　

基于声压修正边界元方法的气动噪声数值模拟

基于声压修正边界元方法的气动噪声数值模拟

第１１卷第１０期２０１１年４月　１６７１—１８１５（２０１１）１０—２１５３—０５　科学技术与工程　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｏ１．１１　Ｎｏ．１０　Ａｐｒ．２０１１　⑥２０１　１　Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｎｇ．　

物理学　

基于声压修正边界元方法的气动噪声数值模拟　

汤永光刘秋洪蔡晋生　

（西北工业大学翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室，西安７１００７２）　

摘要为考虑非紧致固体边界散射作用的影响，通过声模拟与边界元相结合的声压修正方法预测流体流动引起的噪声，将　所分析的问题降低一维，能够满足无限远处边界条件。频率不是很高时，四极子源辐射的声强度远小于边界散射声强度，可　以忽略耗时的四极子源项体积积分计算。通过傅立叶变换在频域求解声压方程，避免了繁琐的时间延迟计算。　关键词　气动噪声　声模拟　边界元法　非定常流动　中图法分类号０４２２．２；　文献标志码Ａ　

声模拟理论　在气动声学领域应用广泛，该　

理论最关键的一步是假定由流体产生的声源预先　

知道，然后由试验或数值方法分别得到流场解和声　

场解。由于描述流场和声场的基本方程是一致的，　

理论上可以从方程直接得到流场解和声场解。众　所周知，由于试验条件的限制和计算效率的要求，　

目前的流场试验测量或数值求解一般无法考虑声　

学变量的波动对流场的影响。尽管声模拟理论在　

推导过程中没有要求固体边界必须是紧致边界（即　

边界的几何尺寸远小于声波的波长），但是当流场　

求解的精度不能满足求解声学变量的波动时，直接　

应用声模拟理论（如Ｆｗ—Ｈ方程）求解非紧致结构　

的气动噪声会无法考虑固体边界对声波的散射，从　

而使得计算结果出现较大的误差。　

为考虑低Ｍａｃｈ数流动中非紧致结构对声散射　

２０１１年１月１０日收到　国家自然科学基金（１１００２１１６）资助　第一作者简介：汤永光（１９８６一）河南开封人，西北工业大学航空学　院硕士研究生，研究方向：计算流体力学、气动声学。Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｙｇ１８１　＠１６３．Ｃｏｒｎ。　的影响，大量学者开展了卓有成效的数值研究工　

“钻石背”弹翼气动特性数值模拟研究

“钻石背”弹翼气动特性数值模拟研究

第３１卷第８期　２　０　１　０年８月　兵　工　学　报　ＡＣＴＡ　ＡＲＭＡＭＥＮＴＡＲＩＩ　Ｖｏ１．３１　Ｎｏ．８　Ａｕｇ．　２０１０　

“钻石背”弹翼气动特性数值模拟研究　

吴小胜，雷娟棉，吴甲生　

（北京理工大学宇航学院，ｊ￡京１０００８１）　

摘要：用计算流体力学与阻力系数工程预估相结合的方法研究了“钻石背”弹翼前、后翼条之　间气动干扰以及翼型、前后翼条的相对高度对气动特性的影响。计算结果与实验结果对比表明，在　中小攻角，数值计算与阻力系数工程预估相结合的方法是可信的；采用亚声速低阻ＮＡＣＡ６４．１０８翼　

型可明显地增大“钻石背”弹翼的升力，减小阻力，增大升阻比；钻石背”弹翼前、后翼条之间的气动　干扰，使升力减小，阻力增大；前翼条在上，后翼条在下的配置能减弱这种不利的气动干扰，并且在　

计算的范围内，后翼条至前翼条的垂直位置△日为９　ｍｍ时，“钻石背”弹翼前、后翼条之间的气动　干扰最小，升阻比最大。　关键词：流体力学；“钻石背”弹翼；气动特性；数值计算　

中图分类号：Ｖ２１１　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００—１０９３（２０１０）０８—１０４８—０５　

Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｄｉａｍｏｎｄｂａｃｋ　Ｗｉｎｇ　

ＷＵ　Ｘｉａｏ—ｓｈｅｎｇ，ＬＥＩ　Ｊｕａｎ—ｍｉａｎ，ＷＵ　Ｊｉａ—ｓｈｅｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　ｆｌｕｉｄ　ｄｙｎａｍｉｃｓ　ａｎｄ　ｓｅｍｉ—ｅｍｐｉｒｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｄｉａ－　ｍｏｎｄｂａｃｋ　ｗｉｎｇ　ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｎ　ｉｔｓ　ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｌ　ａｎｄ　ｍｅｄｉｕｍ　ａｎｇｌｅ　ｏｆ　ａｔｔａｃｋ．Ｔｈｅ　

磁悬浮鼓风机气动性能数值模拟与试验研究

磁悬浮鼓风机气动性能数值模拟与试验研究

ChineseJournalofTurbomachinery

黄文俊沈宗沼谷传文朱晓农（合肥通用机械研究院有限公司,合肥通用环境控制技术有限责任公司）摘要：以某型磁悬浮鼓风机为研究对象，对某不同流量工况下的效率、压比等性能参数进行了数值模拟，并通过试验测试，对数值模拟方法的有效性及结果的准确性进行了验证。研究结果表明：半开式叶轮叶顶间隙对效率有明显的影响，且存在敏感间隙区域，可在敏感区域内选择实际装配间隙值，既保证安全又保证效率；扩压器、蜗壳等静止部件效率损失使整机效率比叶轮效率降低约7%，降低静止部件的效率损失可作为提高整机效率的另一个途径。关键词：鼓风机；磁力轴承；三元叶轮；数值模拟中图分类号：TH442文章编号：1006-8155-(2019)05-0040-04文献标志码：ADOI：10.16492/j.fjjs.2019.05.0007

NumericalSimulationandExperimentalStudyonAerodynamicPerformanceofMagneticLevitationBlower

Wen-junHuangZong-zhaoShenChuan-wenGuXiao-nongZhu(HefeiGeneralMachineryResearchInstituteStateKeyLaboratoryofCompressorTechnology,HefeiGeneralEnvironmentControlTechnologyCo.,Ltd)Abstract：Toverifythevalidityofthenumericalsimulationmethodandtheaccuracyofexperimentaltests,theperformanceparametersofefficiencyandpressureratiounderdifferentflowconditionsformagneticsuspensionblowerwerenumericallysimulated.Theresultsshowthatthetipclearanceofthesemi-openimpellerhasasignificanteffectontheefficiency,andthereisasensitivetipclearancerange.Theactualassemblytipclearancevaluecanbeselectedinthesensitiverangetoensuresafetyandefficiency.Thelossofstaticcomponentssuchasdiffuserandvolutecausestheoverallefficiencytobereducedbyabout7%comparedwiththeefficiencyoftheimpeller.Reducingthelossofstaticcomponentscanbeanotherwaytoimprovetheefficiencyoftheblower.Keywords：Blower,ActiveMagneticBearing,3DImpeller,NumericalSimulation*基金项目：安徽省重点研究与开发计划项目（1704a0902005）；中石化技术开发项目（313093）磁悬浮鼓风机气动性能数值模拟与试验研究*磁悬浮鼓风机气动性能数值模拟与试验研究