中功率静音型柴油发电机组噪声分析及其隔声罩优化设计

发布时间：2017-11-02 22:16

  本文关键词：中功率静音型柴油发电机组噪声分析及其隔声罩优化设计

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【摘要】：柴油发电机组作为一种备用电源设备,得到了广泛的应用。但是,机组运行过程中会产生较高的噪声,在很大范围内造成较严重的噪声污染问题。因此,进行柴油发电机组噪声源解析及其隔声罩隔声性能的分析改进,对于研发静音型柴油发电机组,减少周围环境噪声污染具有积极意义。本文以额定功率220KW的KV275静音型柴油发电机组为研究对象,旨在通过实验与数值模拟相结合的方式,实现机组隔声罩的优化设计,降低柴油发电机组噪声水平,增强产品竞争力。文章主要研究内容分为以下几点:首先,利用声学有限元法(FEM)中的自匹配层(AML)技术和边界元(BEM)方法对单层板、双层板的隔声量进行了数值仿真分析。仿真计算结果与理论值在最大计算频率范围内是十分吻合的,验证了数值计算方法的可靠性,为机组的声学仿真提供了理论和仿真基础。接着,对加装隔声罩前后两种状态下的KV275型柴油发电机组进行了表面声压级测量和近场声压测试,确定机组各面声压云图和隔声罩隔声量。测试数据表明机组裸机的主要噪声区域集中在散热水箱、排风风扇、排气管道附近,而隔声罩主要漏声部位为顶部开口、底部开口、通风百叶等部位,裸机机组主要噪声频段为250 Hz、500Hz、630Hz、1000Hz。近场噪声测试为声学仿真和结构优化提供了实验依据,明确了优化改进部位。基于Hypermesh、ANSYS、Virtual.lab等CAE分析软件,采用FEM与间接边界元(IBEM)相结合的方法,对机组进行了声-振耦合分析,得到了在理想声源激励下的机组声场信息、声压云图。仿真结果与近场声压实验结果在整体噪声分布、主要噪声频段、隔声罩隔声量三个方面都具有良好的一致性,验证了柴油发电机组数值模型的有效性。基于此模型,研究了吸声材料声阻抗率参数、通风口结构对隔声罩隔声性能的影响。通过对吸声材料的声阻抗率参数的优化选取及通风口结构的改进,使隔声罩隔声量提高2.3dB。最后,借助于流体力学计算方法(CFD),采用Flunet软件对机组隔声罩改进前后的内流场特性进行了数值仿真计算,保证了机组的通风散热性能。
【关键词】：柴油发电机组 隔声罩 吸声材料 声学仿真 流体动力分析
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM314
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究工作的背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 内燃机噪声的国内外研究历史与现状11-12
• 1.2.2 柴油发电机组噪声的国内外研究历史与现状12-13
• 1.2.3 结构声学性能研究方法的发展与现状13-14
• 1.2.4 内燃机动力舱内流热分析方法的发展与现状14-15
• 1.3 本文的研究内容15-16
• 1.4 本论文的结构安排16-18
• 第二章 结构隔声性能研究18-33
• 2.1 引言18
• 2.2 声学数值计算方法18-23
• 2.2.1 声学有限元法18-20
• 2.2.2 声学边界元法20-23
• 2.3 板的隔声量理论及仿真计算23-32
• 2.3.1 透声系数和隔声量23
• 2.3.2 单层板隔声理论及仿真23-28
• 2.3.3 双层板隔声理论及仿真28-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 柴油发电机组噪声测试33-45
• 3.1 噪声源识别技术33-35
• 3.2 柴油发电机组近场声压实验35-44
• 3.2.1 近场声压测试系统35-37
• 3.2.2 实验测试37-38
• 3.2.3 实验测试数据分析38-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第四章 柴油发电机组声学仿真及其隔声罩优化设计45-64
• 4.1 引言45-46
• 4.2 柴油发电机组有限元分析46-50
• 4.3 柴油发电机组声学仿真分析50-56
• 4.4 隔声罩优化设计及对比56-62
• 4.4.1 吸声材料声阻抗率对隔声罩隔声性能的影响56-59
• 4.4.2 通风结构形式对隔声罩隔声性能的影响59-62
• 4.5 本章小结62-64
• 第五章 柴油发电机组隔声罩流场分析64-72
• 5.1 引言64
• 5.2 隔声罩流场流体模型64-67
• 5.2.1 机组排风冷却系统64-65
• 5.2.2 流体模型65-67
• 5.3 隔声罩流场数值模拟67-71
• 5.3.1 仿真模型67-68
• 5.3.2 边界条件68-69
• 5.3.3 数值计算及分析69-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 总结72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间取得的成果78-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 姚俊琪;柴油发电机组隔振降噪与通风散热[J];通信电源技术;2003年01期

2 秦四成;王雪莲;秦司南;吴兆君;;轮式装载机热源系统空气场特性分析[J];中国公路学报;2010年03期

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本文编号：1133412