发动机舱风扇气动噪声特性的数值模拟研究
发布时间：2021-02-17 11:26
随着人们生活水平和对物质需求的提高,我国的汽车保有量在逐年增高,消费者在选择汽车时,更加注重汽车的安全性和舒适性。其中,汽车噪声严重影响着乘员舱的乘坐舒适性,也是汽车品质的评判标准之一。汽车噪声的产生原因有很多,其中发动机舱风扇噪声是汽车噪声研究中不可或缺的重要部分。本文以某实车发动机舱风扇为研究对象,通过分析其周围的流场状态来分析风扇气动噪声的产生原因,并提出控制策略降低风扇噪声来改进乘员舱的乘坐舒适性。本文采用计算流体力学和气动声学相结合的研究方法对汽车发动机舱风扇进行仿真研究。通过对风扇进行稳态和瞬态的仿真计算,分析风扇周围气体复杂的流动情况,特别是风扇后部和叶顶区域漩涡的分布及发展情况。同时,采用了远场FW-H方程和近场直接计算的方法对风扇的噪声频谱图进行分析研究。本文主要研究内容如下:第一,对单风扇进行数值仿真计算,并通过对压力、速度等流场信息的分析,研究风扇周围气体的流动情况,解释了风扇气动噪声的产生原因。随后,建立多个近场及远场噪声监测点,得到其压力脉动及声压级曲线,进一步对风扇气动噪声特性进行分析,为下文降噪措施的提出提供理论依据。第二,对风扇气动噪声的影响参数进行分析...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究内容
1.4 本章小结
第2章 理论基础与方法
2.1 计算流体力学基础
2.1.1 基本控制方程
2.1.2 数值计算方法
2.2 气动声学理论基础
2.2.1 气动噪声的产生及分类
2.2.2 声学参数
2.2.3 风扇噪声的分类
2.3 气动噪声的数值计算方法
2.3.1 直接计算气动声学方法
2.3.2 声类比法
2.3.3 耦合CFD与专业声学代码
2.4 本章小结
第3章 单风扇气动噪声的数值分析
3.1 计算模型及仿真方案
3.1.1 研究对象
3.1.2 计算域的建立与网格划分
3.1.3 仿真条件的设置
3.2 单风扇数值仿真分析
3.2.1 单风扇定常数值仿真
3.2.2 单风扇非定常数值仿真
3.3 本章小结
第4章 风扇气动噪声的控制研究
4.1 风扇噪声控制原理
4.1.1 主动降噪原理
4.1.2 被动降噪原理
4.2 风扇相关参数对性能的影响
4.2.1 转速对风扇性能的影响
4.2.2 叶片数目对风扇性能的影响
4.2.3 叶片安装角度对风扇性能的影响
4.3 风扇气动噪声的控制方案
4.3.1 采用不等间距风扇
4.3.2 风扇叶片采用非光滑表面
4.3.3 风扇叶片表面加类鲨鱼鳍仿生结构
4.4 本章小结
第5章 双风扇系统的噪声及散热性能研究
5.1 双风扇系统的数值仿真
5.1.1 双风扇系统仿真参数的设置
5.1.2 双风扇系统仿真结果分析
5.2 整车发动机舱风扇冷却特性分析
5.2.1 基础模型发动机舱数值仿真
5.2.2 低噪声风扇发动机舱数值仿真
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车前端冷却模块气动噪声数值分析[J]. 郦志俊,朱茂桃,王宽,张鹏飞. 汽车工程学报. 2015(06)
[2]车辆噪声法规与通过噪声模拟方法现状与进展[J]. 左言言,唐明亮,倪明明. 科学技术与工程. 2014(21)
[3]大涡模拟在轴流风扇气动噪声仿真中的应用[J]. 伍文华,杜平安,陈燕,李茂福. 机械设计与制造. 2013(01)
[4]轿车外流场网格生成策略及数值模拟[J]. 杨博,傅立敏. 农业机械学报. 2007(04)
[5]导流罩安装位置对轴流冷却风扇性能的影响[J]. 王巍雄,莫顺华,陈馨,李嵩. 风机技术. 2007(01)
[6]国内外汽车噪声法规和标准的发展[J]. 孙林. 汽车工程. 2000(03)
博士论文
[1]基于数值模拟及实验的贯流风扇气动噪声特性研究[D]. 刘敏.华中科技大学 2009
[2]空调器室外机轴流风机系统内部复杂流动及其气动声学研究[D]. 田杰.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]车辆冷却模块热管理和噪声研究[D]. 张鹏飞.江苏大学 2016
[2]航空发动机风扇噪声分离方法研究[D]. 李旭.中国民航大学 2014
[3]汽车风洞主要结构参数对风洞噪声影响研究[D]. 鲍欢欢.湖南大学 2014
[4]车轮溅水及其对车身表面污染的仿真研究[D]. 廖磊.吉林大学 2014
[5]轿车后视镜区域非定常压力场与气动噪声研究[D]. 黄丽那.吉林大学 2014
[6]客车轴流风扇CFD仿真及其仿生降噪[D]. 蔡少波.合肥工业大学 2014
[7]多种轿车风扇性能对比与仿真研究[D]. 刘翀.吉林大学 2011
[8]轿车发动机冷却风扇CFD仿真分析及降噪研究[D]. 耿丽珍.吉林大学 2008
[9]仿生设计学研究[D]. 于晓红.吉林大学 2004
[10]发动机轴流冷却风扇低噪声气动性能分析与控制研究[D]. 张红辉.重庆大学 2002
本文编号：3037916
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究内容
1.4 本章小结
第2章 理论基础与方法
2.1 计算流体力学基础
2.1.1 基本控制方程
2.1.2 数值计算方法
2.2 气动声学理论基础
2.2.1 气动噪声的产生及分类
2.2.2 声学参数
2.2.3 风扇噪声的分类
2.3 气动噪声的数值计算方法
2.3.1 直接计算气动声学方法
2.3.2 声类比法
2.3.3 耦合CFD与专业声学代码
2.4 本章小结
第3章 单风扇气动噪声的数值分析
3.1 计算模型及仿真方案
3.1.1 研究对象
3.1.2 计算域的建立与网格划分
3.1.3 仿真条件的设置
3.2 单风扇数值仿真分析
3.2.1 单风扇定常数值仿真
3.2.2 单风扇非定常数值仿真
3.3 本章小结
第4章 风扇气动噪声的控制研究
4.1 风扇噪声控制原理
4.1.1 主动降噪原理
4.1.2 被动降噪原理
4.2 风扇相关参数对性能的影响
4.2.1 转速对风扇性能的影响
4.2.2 叶片数目对风扇性能的影响
4.2.3 叶片安装角度对风扇性能的影响
4.3 风扇气动噪声的控制方案
4.3.1 采用不等间距风扇
4.3.2 风扇叶片采用非光滑表面
4.3.3 风扇叶片表面加类鲨鱼鳍仿生结构
4.4 本章小结
第5章 双风扇系统的噪声及散热性能研究
5.1 双风扇系统的数值仿真
5.1.1 双风扇系统仿真参数的设置
5.1.2 双风扇系统仿真结果分析
5.2 整车发动机舱风扇冷却特性分析
5.2.1 基础模型发动机舱数值仿真
5.2.2 低噪声风扇发动机舱数值仿真
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车前端冷却模块气动噪声数值分析[J]. 郦志俊,朱茂桃,王宽,张鹏飞. 汽车工程学报. 2015(06)
[2]车辆噪声法规与通过噪声模拟方法现状与进展[J]. 左言言,唐明亮,倪明明. 科学技术与工程. 2014(21)
[3]大涡模拟在轴流风扇气动噪声仿真中的应用[J]. 伍文华,杜平安,陈燕,李茂福. 机械设计与制造. 2013(01)
[4]轿车外流场网格生成策略及数值模拟[J]. 杨博,傅立敏. 农业机械学报. 2007(04)
[5]导流罩安装位置对轴流冷却风扇性能的影响[J]. 王巍雄,莫顺华,陈馨,李嵩. 风机技术. 2007(01)
[6]国内外汽车噪声法规和标准的发展[J]. 孙林. 汽车工程. 2000(03)
博士论文
[1]基于数值模拟及实验的贯流风扇气动噪声特性研究[D]. 刘敏.华中科技大学 2009
[2]空调器室外机轴流风机系统内部复杂流动及其气动声学研究[D]. 田杰.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]车辆冷却模块热管理和噪声研究[D]. 张鹏飞.江苏大学 2016
[2]航空发动机风扇噪声分离方法研究[D]. 李旭.中国民航大学 2014
[3]汽车风洞主要结构参数对风洞噪声影响研究[D]. 鲍欢欢.湖南大学 2014
[4]车轮溅水及其对车身表面污染的仿真研究[D]. 廖磊.吉林大学 2014
[5]轿车后视镜区域非定常压力场与气动噪声研究[D]. 黄丽那.吉林大学 2014
[6]客车轴流风扇CFD仿真及其仿生降噪[D]. 蔡少波.合肥工业大学 2014
[7]多种轿车风扇性能对比与仿真研究[D]. 刘翀.吉林大学 2011
[8]轿车发动机冷却风扇CFD仿真分析及降噪研究[D]. 耿丽珍.吉林大学 2008
[9]仿生设计学研究[D]. 于晓红.吉林大学 2004
[10]发动机轴流冷却风扇低噪声气动性能分析与控制研究[D]. 张红辉.重庆大学 2002
本文编号：3037916
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