大型船用軸流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲特性及降噪機(jī)理研究.pdf

1、大型船用軸流風(fēng)機(jī)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(dòng)噪聲作為軸流風(fēng)機(jī)的主要噪聲源，成為評(píng)估風(fēng)機(jī)性能的重要指標(biāo)之一。因此，有效降低軸流風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲十分必要。本文以某大型船用軸流風(fēng)機(jī)為原型，運(yùn)用數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)的方法，研究了穿孔葉片對(duì)大型船用軸流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能及噪聲的影響，并設(shè)計(jì)了一種新型葉片穿孔式軸流風(fēng)機(jī)，分析了葉片穿孔式軸流風(fēng)機(jī)噪聲降低的主要機(jī)理，為降低大型船用軸流風(fēng)機(jī)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(gè)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(jì)流程，并運(yùn)用UG NX7.0軟件對(duì)大型船用軸流風(fēng)機(jī)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(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的仿真模型，分析了轉(zhuǎn)速1460rpm時(shí)，不同工況下軸流風(fēng)機(jī)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(dòng)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(jī)的主要?dú)鈩?dòng)噪聲源；湍流強(qiáng)度與聲功率級(jí)具有較為一致的分布趨勢(shì)，湍流強(qiáng)度是影響噪聲分布的重要因素。
　　3、在前文穩(wěn)態(tài)計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)大型船用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行了穿孔設(shè)計(jì)，建立非穩(wěn)態(tài)計(jì)算模型，通過數(shù)值模擬確定了最佳的穿孔參數(shù)，同時(shí)研究了穿孔參數(shù)對(duì)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(jí)呈波動(dòng)分布特性，而當(dāng)穿孔直徑確定時(shí)，總噪聲級(jí)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(jī)的性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)和噪聲測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)風(fēng)機(jī)性能及噪聲進(jìn)行了測(cè)試，通過分析，驗(yàn)證了仿真模擬的結(jié)果。
　　4、通過對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性及監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(jī)的降噪機(jī)理。通過對(duì)風(fēng)機(jī)流道內(nèi)部流線分布、葉片表面靜壓分布、流場(chǎng)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(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)有所改善，抑制了流動(dòng)的分離和