軸流式通風機氣動噪聲分布特性的數(shù)值研究.pdf

1、通風機的氣動噪聲預估是當前流體機械研究領域最熱門也是難度較大的課題之一。本文以一臺礦用兩級軸流式局部通風機為研究對象，用有限體積法對風機內(nèi)部的非定常湍流場進行了數(shù)值模擬，在此基礎上采用計算流體動力學（CFD）方法，對軸流式通風機的氣動噪聲進行了數(shù)值預測；并用有限元（FEM）法對風機外殼的振動模態(tài)進行了分析計算。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，針對一臺礦用兩級軸流式通風機，推導描述風機內(nèi)部流場三維非定常湍流流動的控制方程組，建立

2、通風機從集流器進口到擴散器出口整機全流場三維幾何模型，設定恰當?shù)膭屿o交界面類型，使數(shù)值計算能夠全面、真實地反映葉輪與各相鄰靜止部件之間的相互影響。
　　其次，將通風機的全流場作為數(shù)值計算的求解域，分區(qū)生成計算網(wǎng)格，選擇適當?shù)耐牧髂Ｐ停o定合理的邊界條件，完成通風機在特定運行工況下的定常流動計算，再以定常流動的計算結果為初場進行非定常湍流流動的計算，獲得流場的非定常流動結構和壓力隨時間的變化規(guī)律。
　　然后，根據(jù)定常流動的計算

3、結果，引入由Proudma提出的改進寬頻聲源模型，預測了風機各部分氣動噪聲聲功率的分布規(guī)律；根據(jù)非定常計算得到的流場壓力隨時間的變化數(shù)據(jù)，采用FFT變換方法，得到了前后兩級葉輪與導葉輪監(jiān)測面上監(jiān)測點壓力脈動的時域和頻域分布規(guī)律；在大渦模擬LES基礎上，引入FW-H（Ffowcs-Williams Hawkings）聲學模型，獲得通風機氣動噪聲的分布特性。從流場計算結果中提取外殼徑向壓力為載荷加載到有限元分析（FEA）軟件中作為外殼動力響