风机风道气动噪声仿真技术报告-声学部分

名称风机风道气动噪声仿真技术报告-声学部分编号版本编制工艺校核标准化审核批准版本号更改人更改日期更改说明变更编号目次TOC\h\z\t"ZS_C标题2级,2,ZS_C标题1级,1,ZS_C标题3级,3,ZS_F附录标识,1,ZS_G附录标题1级,2"1风机风道气动噪声计算方法 图3-11所示。其中，Signal5为出风口、Signal7为进风口、signal6与signal8为侧面测点。图3-10风机单开不同测点的声压级图（频率范围10k）图3-11风机单开不同测点的声压级图（频率范围3k）仿真时同样可以得到进出风口处监测点频谱曲线，取dbA曲线如下图所示。图3-12出口处0.4m声压级频谱曲线（取dbA曲线）上述曲线说明：（1）目前计算到2000Hz，曲线暂取1000Hz进行对比；（2）上图中三条曲线分别对应：面声源、体声源、面声源+体声源。可见面声源（即风机离散噪声）对风机风道噪声贡献率较大；（3）由上述三条曲线可知，单独计算面声源的声传播时，噪声曲线与考虑两种声源时的曲线吻合度较高，后续同样类型风机可只考虑面声源即可；详细说明详细说明（4）该仿真模型中，考虑了地面的反射效应，故噪声频谱曲线可以和噪声测试数据直接进行对比。由对比可知，噪声峰值处对应频率均在290~300hz之间，且峰值均为74dBA左右，对比吻合度较高；相关计算流程和算法可以指导整柜风机风道气动噪声开发。图3-13出口处0.4m声压级频谱曲线（1000~2000Hz）除此之外，计算得到1000Hz~2000Hz带宽的噪声频谱如上图所示。可见，出口处噪声在高频并未出现明显峰值，且噪声大小主要在50dBA左右，与300Hz处的74dBA相差较大，故在后续分析中可主要分析1000Hz以内频谱曲线。同样，由于进口端在测试时在顶部，距离测试厂房的上部距离顶部较远，可以当成无反射边界来处理，误差相对侧面测点来说要小很多，故取进口处测点曲线，如下图所示。图3-14进口处0.4m声压级频谱曲线（取dbA曲线）由进口处测点频谱曲线和测试数据对比来看，主要峰值及发生频率均吻合较好，满足计算精度。其他测点的频谱曲线暂时无法进行对比，原因如下：（1）数值模拟时计算模型外部边界定义为无反射边界，测试时为固壁面，故需计算两种边界时的修正值；当考虑墙壁时，计算量较大：内存为128G工作站，单个频率需要计算5个小时；（2）测试时为固壁面，且壁面材料类型不同，需进一步调研其吸声系数，然后根据1.4章节公式计算导纳边界；（3）修正值计算时，整柜内部只加风机面声源，整柜内全部建立空气域，整柜外部到墙壁的区域全建立空气域，所有区域建立六面体网格，计算模型及边界条件需进一步试算。3.3吸声材料吸声效果分析本项目在声学分析部分，考虑了吸声材料对监测点频谱曲线的影响效果。项目中吸声材料共13块，布置区域如下图所示。图3-15吸声材料布置区域（13块区域）计算时可以考虑加与不加吸声材料两种情况，取出口处监测点进行对比，如下图所示。图3-16出口处0.4m声压级频谱曲线（加不加吸声材料对比）由上图可知：（1）加吸声材料后，主频（300Hz）处噪声峰值由82降为74.3，大约降7~8dBA；（2）400~1000Hz的带宽中，吸声材料大约降20dBA，如图中绿色线区域所示，这也验证了吸声材料高频吸声的作用；（3）不加吸声材料时，曲线在250Hz左右出现极大值，且噪声水平远大于300Hz主频的噪声值；可见吸声材料除了降主频处噪声外，还可消除多余噪声峰值。

结论在整柜风机风道气动噪声计算分析项目内容中，进行了大量CFD数据提取、边界条件设置、后处理校核等工作，得到以下结论或经验：（1）提取气动噪声源时，不需要从CFD的流动区域提取，只需要从CFD的静止区域里提取体声源和面声源即可。若从旋转区域提取面声源，噪声数据会偏大10~20dBA；（2）用于整柜风机风道气动噪声计算分析时，CFD需要用可压缩模型来处理，即定义理想气体材料属性，当采用不可压缩模型时，噪声数据大约偏小2~3dBA；（3）整柜内壁面含13块吸声材料区域，采用导纳边界能较好、方便的模拟吸声材料吸声效果，整柜内吸声材料对噪声的吸收量大约为7~8dBA（峰值频率处）；（4）整柜进口区域含多孔介质，出口区域无多孔介质；项目中试算了出口区域含多孔介质时的频谱曲线，考虑出口处多孔介质时峰值发生频率会往低频移动，且峰值降低1~2dBA；（5）目前进出口几个测点的频谱曲线与噪声测试吻合度较高。且面声源（即风机离散噪声）对风机风道噪声贡献率较大；单独计算面声源的声传播时，噪声曲线与考虑两种声源时的曲线吻合度较高，后续同样类型风机可只考虑面声源即可；（6）出口处仿真模型考虑了地面的