轴流风扇动静叶片搭配对气动噪声影响的研究

发布时间：2017-09-17 03:12

  本文关键词：轴流风扇动静叶片搭配对气动噪声影响的研究

  更多相关文章： 轴流风扇 气动噪声 动静搭配 数值模拟

【摘要】：小型轴流风扇因其通风量大、体积小、安装方便以及成本低等特点,在当今电子设备日趋小型化与集成化的情况下,被广泛应用于电子产品的散热问题中。与此同时,风扇气动噪声的不断增大成为了一个尖锐问题。动静叶片干涉噪声是轴流散热风扇气动噪声的重要组成部分,研究动静叶数量、安装角、轴向间距等搭配对气动噪声的影响有着重要意义。本文以轴流散热风扇作为研究对象,利用数值仿真方法,结合实验验证,研究轴流散热风扇动静叶栅轴向间距、叶片数量以及叶片安装角对气动噪声的影响,得到以上三类动静搭配对气动噪声的影响规律。具体研究内容如下:(1)旋转叶轮气动噪声数值仿真方法的研究。通过对简单二维旋转叶轮模型的数值仿真计算,分析对旋转叶轮流场与声场仿真精度有重要影响的要素,如大涡模拟与分离涡模拟、动网格模型与动参考系模型、计算域大小以及边界层网格等,并为风扇流场与声场数值模拟选取适当的湍流模型与网格类型等。(2)动静叶栅轴向间距对风扇气动噪声的影响。对原始轴流风扇及其增大叶栅轴向间距后的改进型风扇模型进行流场与声场的数值模拟,分析轴向间距的增大对风扇流场的影响,结合流场参量云图与声压级频谱图,对最终声压级值的得出做出合理解释与说明。利用实验与仿真结果进行对比,证明风扇流场与声场数值模拟方法正确可行。(3)动静叶片数量对风扇气动噪声的影响。改变轴流风扇动叶与静叶数量,得到10组不同数量的动静叶片搭配的仿真模型,利用实验已经证明可行的数值模拟方法,对上述10组风扇模型进行数值仿真计算,得到风扇流场与声场的仿真结果,总结动静叶片数量搭配对气动噪声的影响规律。(4)叶片安装角对风扇气动噪声的影响。在原始轴流风扇的基础上,改变风扇叶片安装角,得到3组不同叶片安装角的风扇模型,利用相同的数值模拟方法,计算并分析风扇的流场与声场结果,得到不同安装角的搭配对风扇流场与气动噪声的影响规律。
【关键词】：轴流风扇 气动噪声 动静搭配 数值模拟
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH432.1;TB53
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 轴流风扇综述11-15
• 1.2.1 轴流风扇基本理论11-13
• 1.2.1.1 风扇的组成11
• 1.2.1.2 风扇主要性能参数11-12
• 1.2.1.3 风扇的流动损失12-13
• 1.2.2 风扇噪声基本理论13-15
• 1.2.2.1 声源类型13-14
• 1.2.2.2 气动声学方程14-15
• 1.2.2.3 风扇噪声产生机理15
• 1.3 国内外研究现状15-17
• 1.4 研究内容17-18
• 第二章 旋转叶轮气动噪声数值仿真方法研究18-40
• 2.1 湍流模型分析18-23
• 2.1.1 湍流模型综述18-21
• 2.1.2 大涡模拟与分离涡模拟的计算对比21-23
• 2.2 气动声学模拟方法分析23-25
• 2.3 旋转模型建模方法25-32
• 2.3.1 动参考系简介25-28
• 2.3.2 滑移网格模型与动网格模型28-31
• 2.3.3 旋转域大小对数值模拟的影响31-32
• 2.4 网格选择研究32-39
• 2.4.1 结构/非结构网格影响的分析32-34
• 2.4.2 边界层网格影响分析34-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 动静叶栅轴向间距对风扇气动噪声的影响40-58
• 3.1 轴流风扇仿真模型的建立40-48
• 3.1.1 几何模型的建立40-43
• 3.1.2 流体计算域的建立43-44
• 3.1.3 网格划分44-48
• 3.2 轴流风扇流场计算与分析48-51
• 3.2.1 求解设置48
• 3.2.2 流场仿真结果与分析48-51
• 3.3 轴流风扇声场计算与分析51-55
• 3.3.1 求解设置51-52
• 3.3.2 声场仿真结果与分析52-55
• 3.4 实验验证55-57
• 3.5 本章小结57-58
• 第四章 动静叶片数量对风扇气动噪声的影响58-69
• 4.1 仿真模型的建立58-60
• 4.2 流场计算与分析60-63
• 4.3 声场计算与分析63-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 叶片安装角对风扇气动噪声的影响69-77
• 5.1 仿真模型的建立69-70
• 5.2 流场计算与分析70-73
• 5.3 声场计算与分析73-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 全文总结77-78
• 6.2 工作展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-84

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 汪怡平;谷正气;李伟平;向宇;张洪涛;;汽车气动噪声数值计算分析[J];汽车工程;2009年04期

2 徐俊伟;吴亚锋;陈耿;;气动噪声数值计算方法的比较与应用[J];噪声与振动控制;2012年04期

3 王芳;刘秋洪;蔡晋生;;非紧致结构气动噪声辐射散射统一积分计算方法[J];航空学报;2013年11期

4 ;气动噪声近场预测[J];科技导报;2013年32期

5 杨帆;牛文达;;高速列车集电部的气动噪声研究[J];机电产品开发与创新;2012年04期

6 张军;黄艳艺;兆文忠;;高速列车气动噪声数值仿真[J];大连交通大学学报;2012年04期

7 贺银芝;杨志刚;王毅刚;;汽车车身密封对车内气动噪声影响的机理及试验研究[J];汽车工程;2012年08期

8 王毅刚;杨超;杨志刚;李启良;;汽车外表面气动噪声特性分析[J];声学技术;2014年01期

9 苏强,李伟,陈花玲,黄协清;电机气动噪声治理研究[J];环境工程;1997年03期

10 陈泽深,王成国;完整的车辆—轨道系统动力学研究是铁路发展的迫切需要(2)[J];铁道机车车辆;2004年04期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 龚旭;严旭;赵志明;万力铭;叶坚;;某轿车高速气动噪声数值模拟与优化[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年

2 曹志坤;谷波;胡松涛;;基于多目标约束下混合罚函数的小型风机气动噪声仿真及实验优化[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

3 严旭;龚旭;孙庆岭;谭传智;叶坚;;某车型空调通风管道气动噪声数值模拟与优化[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年

4 胡俊伟;丁国良;张春路;;空调器室内机气动噪声模拟[A];上海市制冷学会二○○三年学术年会论文集[C];2003年

5 范士杰;卢炳武;轧浩;孔祥瑞;;车用风扇气动噪声的CFD分析与实测[A];2007年APC联合学术年会论文集[C];2007年

6 赖焕新;;轮井/导弹涵流动及其气动噪声控制[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年

7 陈宗广;郭鹏;;圆柱绕流空气动力噪声数值模拟[A];2013中国西部声学学术交流会论文集（上）[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 贾少红;风电叶片气动噪声研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2014年

2 胡亚涛;动/静器件中的气动噪声问题及其实验研究[D];华中科技大学;2012年

3 石磊;圆柱杆件气动噪声仿生控制研究[D];吉林大学;2013年

4 孙少明;风机气动噪声控制耦合仿生研究[D];吉林大学;2008年

5 杨博;汽车外部空气动力噪声研究[D];吉林大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 崔鹏翔;CRH2型高速列车气动噪声及其影响的数值计算[D];西南交通大学;2015年

2 刘济洲;CRH3型高速列车气动噪声数值模拟研究[D];西南交通大学;2015年

3 许冬;船舶管路气动噪声数值模拟及优化设计[D];大连理工大学;2015年

4 熊万能;基于改进BPM模型的风力机叶片气动噪声数值模拟研究[D];华北电力大学;2015年

5 张栋梁;风力机翼型气动噪声数值计算及设计研究[D];南京航空航天大学;2014年

6 薛顺达;轿车后视镜气动噪声分析及优化[D];扬州大学;2015年

7 朱远征;某混合动力轿车外流场气动噪声特性研究[D];江苏大学;2016年

8 吴元强;A柱—后视镜区域仿生造型对气动降噪的影响研究[D];吉林大学;2016年

9 刘静;柴油机气动噪声分析及降噪研究[D];南京航空航天大学;2015年

10 李辉;高速列车车厢连接部位气动噪声特性研究及应用[D];西南交通大学;2016年

，

本文编号：866920