大型船用軸流風(fēng)機氣動噪聲特性及降噪機理研究.pdf

1、大型船用軸流風(fēng)機作為船舶艙室通風(fēng)換氣的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛應(yīng)用于大型船舶艙室,向艙室內(nèi)輸送空氣。氣動噪聲作為軸流風(fēng)機的主要噪聲源，成為評估風(fēng)機性能的重要指標(biāo)之一。因此，有效降低軸流風(fēng)機的氣動噪聲十分必要。本文以某大型船用軸流風(fēng)機為原型，運用數(shù)值模擬及實驗的方法，研究了穿孔葉片對大型船用軸流風(fēng)機氣動性能及噪聲的影響，并設(shè)計了一種新型葉片穿孔式軸流風(fēng)機，分析了葉片穿孔式軸流風(fēng)機噪聲降低的主要機理，為降低大型船用軸流風(fēng)機的噪聲提供參考。本文的研究工

2、作及成果主要有以下幾個方面：
　　1、選取UG NX7.0作為本文建模所采用的三維建模軟件，介紹了軟件的常用功能模塊以及產(chǎn)品設(shè)計流程，并運用UG NX7.0軟件對大型船用軸流風(fēng)機葉輪進(jìn)行三維建模。
　　2、利用 CFD軟件建立了某型船用軸流風(fēng)機內(nèi)部流場的仿真模型，分析了轉(zhuǎn)速1460rpm時，不同工況下軸流風(fēng)機出口壓力和效率隨流量的變化關(guān)系，深入研究了葉輪區(qū)域的氣體流動的壓力和速度的分布、形成過程及相互關(guān)系。分析發(fā)現(xiàn)，在葉片葉

3、頂區(qū)域，由葉頂間隙渦形成的葉頂間隙噪聲是該軸流風(fēng)機的主要氣動噪聲源；湍流強度與聲功率級具有較為一致的分布趨勢，湍流強度是影響噪聲分布的重要因素。
　　3、在前文穩(wěn)態(tài)計算的基礎(chǔ)上，對大型船用軸流風(fēng)機進(jìn)行了穿孔設(shè)計，建立非穩(wěn)態(tài)計算模型，通過數(shù)值模擬確定了最佳的穿孔參數(shù)，同時研究了穿孔參數(shù)對于噪聲降低的影響，發(fā)現(xiàn)隨著穿孔直徑的增加，總噪聲級呈波動分布特性，而當(dāng)穿孔直徑確定時，總噪聲級隨著穿孔偏轉(zhuǎn)角的增大而降低，呈線性變化規(guī)律；根據(jù)聲波的

4、相干性，可以用聲波的干涉現(xiàn)象來合理解釋這一現(xiàn)象。并搭建了大型船用軸流風(fēng)機的性能測試實驗臺和噪聲測試系統(tǒng)，對風(fēng)機性能及噪聲進(jìn)行了測試，通過分析，驗證了仿真模擬的結(jié)果。
　　4、通過對風(fēng)機內(nèi)部流動特性及監(jiān)測點處噪聲頻譜的分析，研究了葉片穿孔式大型船用軸流風(fēng)機的降噪機理。通過對風(fēng)機流道內(nèi)部流線分布、葉片表面靜壓分布、流場內(nèi)部渦量分布、流道內(nèi)噪聲分布及葉頂間隙處噪聲頻譜的分析可以發(fā)現(xiàn)，穿孔后，風(fēng)機內(nèi)部流場的流動有所改善，抑制了流動的分離和