单级轴流风扇单音噪声源及噪声辐射特性的数值研究
2015-08-03张建华楚武利
动力工程学报 2015年7期
张建华,楚武利,2,刘 炜
(1.西北工业大学动力与能源学院,西安710072;2.先进航空发动机协同创新中心,北京100191;3.华中科技大学机械科学与工程学院,武汉430074)
由于环境保护的需要,风机噪声指标越来越引起人们的重视.近10年来旋转机械噪声成了一个热门研究课题.目前,对轴流风机噪声产生机理和预测方法的研究主要有3个方面:单转子宽频噪声、级转静干涉单音噪声和叶尖涡噪声.Wright等[1-3]研究了轴流叶轮机械转子气动力与噪声的关系,得到了单转子轴流风机的噪声产生机理:转子叶片是主要的噪声源,噪声以宽频为主,端壁边界层和转子叶尖的干涉形成的湍流尾迹脱落是噪声产生的主要原因,气动力作用于叶尖泄漏流推动了转子尾迹流动和通道内的二次流流动.然而对于亚音速(Ma<0.3)单级风扇而言,级转静干涉噪声是此类叶轮机械主要的离散单音噪声分量,静叶表面的非定常压力脉动是此类噪声的主要噪声源,其来源于转子尾迹对下游静叶的周期性冲击[4-5].这种非定常压力脉动通常可以通过高效和高精度的商用CFD 软件获得.目前,对于轴流风扇[6-9]及轴流泵[10]噪声的预测多采用混合气动声学方法(HCAA),该方法的本质是将复杂的噪声计算分成2个独立的过程,首先基于三维黏性非定常流场(URANS),采用商用CFD软件计算获得噪声源,再采用Lighthill声类比理论的FW-H 方程耦合URANS声源信息获得远场噪声辐射,但这种方法并没有考虑实际存在的外壳体对声波的作用……
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