氣動噪聲數值預測與應用進展

氣動噪聲數值預測與工程應用進展

DFPLS&SEAPCNSTSCTT3D 劉文Realizeinnovation.Restricted?SiemensAG2016風機/旋轉機械氣動噪聲問題應用背景舒適性以及法規(guī)要求，低噪也是目前核心競爭力新能源汽車對空調壓縮機、渦輪增壓器、冷卻風扇等零部件聲學要求更高家用電器噪聲要滿足越來越嚴格的國家標準，對離心風機、冷卻風扇等明顯聲源提出更高要求工業(yè)用離心壓縮機、空氣壓縮機等背景噪聲巨大，其設計改進空間巨大水下螺旋槳、泵噴推進器、管泵系統(tǒng)內流致噪聲越來越受到重視旋轉機械氣動噪聲仿真需求實驗干擾多（電機或動力系統(tǒng)噪聲、結構振動噪聲等）只能做噪聲水平評估，無法分析機理成本相對實驗要低準確評估氣動噪聲水平，分析噪聲來源、傳播路徑和貢獻量進入早期設計階段，開展早期噪聲優(yōu)化設計數值仿真提供完整的旋轉機械氣動噪聲解決方案消聲室實驗測量主要關注的單位產品已定型，無法做噪聲優(yōu)化設計高校（北航、西安交大等），中航工業(yè)研究所，航發(fā)研究所，中船研究所，風能、家電等行業(yè)、零部件供應廠商等國內目前合作：霍尼韋爾、海爾、重慶通用工業(yè)等…風機/風扇氣動噪聲的一些機理認識

葉頻噪聲：

扇葉表面周期性的沖擊載荷

離散峰值頻率

BladePassingFrequency(BPF)andharmonics

寬頻噪聲：

扇葉表面隨機分布載荷

湍流邊界層，上下游湍流壁面相互作用等

Appliestocompletefrequencyspectrum譜線特征&噪聲機理不同的應用會涉及到不同的聲源機理，一般包含葉頻噪聲（TonalFannoise）和寬頻噪聲(BroadbandFanNoise)窄葉片密集分布

(e.g.航發(fā)渦扇)幾何大葉片

(e.g.冷卻風扇)數值預測解決方案1DSIMULATIONCONTROLSSimcenter3DSimcenterCFD（Fluent/CFX）Simcenter1DSimcenter3DSimcenterTest產品開發(fā)中的作用J測試標定：仿真邊界1D仿真：邊界條件3D建模CFD仿真結構仿真聲學仿真測試驗證TESTMODELING競爭策略全面完整性工程實用性案例一：加冷松芝案例二：天雁滿足高頻分析需求，結果準確仿真前處理便捷，聲學網格自動生成技術成熟建模方法先進，求解器效率高扇聲源貢獻量分析，真正提供設計指導，體現(xiàn)仿真分析的價值案例三：霍尼韋爾利用仿真減少試驗次數，降低研發(fā)成本案例四：英格索蘭案例五：海爾冰箱BaseElevatorFan138.75Hz305.25Hz777Hz案例六：江森日立兩個月內獨家采購…

案例七：虛擬聲學實驗室實驗室由仿真演示系統(tǒng)和噪聲合成播放系統(tǒng)組成。仿真演示系統(tǒng)：仿真過程將以臺式機機箱冷卻風扇噪聲以及無人機旋翼氣動噪聲為仿真對象物理樣機模型：機箱冷卻風扇、懸停狀態(tài)無人機仿真模型：基于Simcenter的CFD及有限元建模仿真結果可視化：對聲場分布及優(yōu)化效果進行可視化分析噪聲合成回放系統(tǒng)：基于SiemensSimcenterAcoustics工具的soundsynthesis技術對仿真聲學信號進行回放，形成聲學的數字化雙胞胎對仿真演示系統(tǒng)的風扇噪聲合成感受對典型應用場景的聲品質進行合成感受發(fā)動機聲輻射隨轉速變化噪聲仿真結果合成感受室內聲品質在不同內飾設計下的差異合成感受民用飛機通場噪聲的合成感受

實驗室方案方案圖示VisualizationOptimizationSoundsynthesisPhysicalm