离心风机气动噪声数值模拟与降噪设计

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1、賺广＾ｎ巧４场抗挪ＢｎＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＩＩｉｉ．哪乂；？论文题目离也风机气动噪声数值模拟与降噪设计Ｉ学科专业机械制造及其自动化学号２０１２２１０謝０１１＾作者姓名郑欣？Ｈ＾１营教｜佈杜平安教授独创性芦明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加［＾标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或

2、撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；对化日期；火＊＞＾年＾月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）＾作者签名．

3、；导肺游兔日期：户／哀年月之日＾分类号密级注1UDC学位论文离心风机气动噪声数值模拟与降噪设计（题名和副题名）郑欣（作者姓名）指导教师杜平安教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工学硕士工程领域名称机械制造及其自动化提交论文日期2015.04论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月22日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。CENTRIFUGALFANAERODYNAMICNOISENUMERICALSIMULATIONANDTHEDESIGNOFNOISEREDUCTIONAMas

4、terThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MechanicalManufacturingandAutomationAuthor:ZhengXinAdvisor:DuPing-anSchool:SchoolofMechatronicsEngineering摘要摘要离心风机以其压力系数大、工作效率高、尺寸小以及拆装方便等特点，被广泛地应用在国民经济的各个领域和日常生活的诸多方面。随着科技的进步，人们对离心风机的性能要求越来越高，离心风机逐渐向着高转速、高性能的方向发展，以此而

5、产生的气动噪声逐渐成为影响设备可靠性和使用舒适度的重要因素。因此，在保证性能的同时降低离心风机的气动噪声具有重要意义。本文针对华为基站节能系统上的离心风机，根据仿真结果与实验数据提出离心风机气动噪声的优化方案，具体内容如下：（1）离心风机数值仿真方法研究。分析大涡模拟、雷诺平均模型和分离涡模拟对离心风机流场和声场计算精度的影响，通过对比实验数据，为离心风机选择合适的湍流数值模拟方法；总结气动声学的基本方程，分析三种声学计算方法的应用范围，为离心风机气动噪声的计算选取正确的声源面和时间步长；介绍SRF、MRF和滑移网格三种动域处理方法的基本思想，通过二维离心风机模型验证旋转域大小

6、对仿真结果的影响，根据实际物理环境设置合理的边界条件和求解方式。（2）离心风机的仿真计算和结果分析。介绍离心风机的几何建模过程，研究网格数量对仿真结果的影响，通过风机P-Q性能曲线和风洞实验验证流场仿真的正确性；根据声压级频谱图和倍频程图分析离心风机的气动噪声组成，研究转速和工况变化对噪声特性的影响；总结风机压力损失产生的主要原因以及涡量与气动噪声的关系，通过单体叶片模型对叶片尾缘旋涡脱落的产生原因进行分析。（3）离心风机结构优化方案制定。根据压力损失的产生位置，分别提出双导流板与防涡圈优化方案，对两种方案的优化原理进行解释，通过对比优化前后的P-Q性能总结优化效果；根据涡量的

7、分布范围，提出阶梯蜗壳与锯齿型尾缘优化方案，分析优化前后的声压级频谱图，说明优化方案的降噪原理；根据旋转噪声的特点，提出不等距优化方案，对方案的适用范围和应用特点进行分析。（4）离心风机被动消声方法研究。总结吸声隔音材料的工作原理，根据材料特性设计吸声隔音式离心风机；选择合适的加工工艺对离心风机进行制造，通过风洞实验与噪声测试验证优化方案的优化效果。关键词：离心风机，气动降噪，数值模拟，优化设计IABSTRACTABSTRACTBecauseofthelargepressurecoeffic