采用试验研究的方式,对某声学风洞的轴流风扇性能进行验证。该风扇采用了任意涡设计方法以达到所要求的气动指标要求;通过降低风扇转速、合理匹配桨叶-止旋片数目、调整桨叶-止旋片间距及止旋片后掠等方式,降低风扇噪声。风扇的性能测试结果表明,风扇满足了风洞试验段的最高风速要求,当风扇转速为650r/min时,风扇的级间效率达到90%、风扇段气动效率达到84%;当试验段风速达到70m/s时,风扇出口的声压级为114d B。该风扇的研制,表明采用任意涡风扇设计方法结合上述提到的降噪措施,能够设计出气动效率高、风扇噪声低的风扇系统,可很好的运用于其他的声学风洞设计中。

轴流风扇是窗式空调室外部分的主要通风散热元件,其通风量会直接影响窗式空调能否正常工作,而噪声会影响人正常的休息和工作。设计高性能低噪声的轴流风扇成为提高窗式空调市场竞争力的关键问题。本文设计了一种叶片尾缘局部凹陷的轴流风扇。使用流体力学软件Fluent中的大涡模拟(LES)和FW-H方程对优化前后的轴流风扇的气动噪声进行数值模拟,并对两者的气动噪声特性进行实验研究。研究结果表明:轴流风扇的声压级在不同方向并不相同,呈不规则曲线分布,其中正对出风口方向的声压级最大。气动噪声主要沿轴流风机旋转轴线方向传播。叶片尾缘局部凹陷设计可以降低轴流风扇的气动噪声,在出口旋转轴线方向距离轴流风扇1 m处可以降低3~5 dB(A)。

冷却风扇噪声是振动压路机的主要噪声源之一,对其降噪需求日益迫切。以某型号振动压路机冷却风扇为研究对象,利用大涡模拟法和声比拟法进行流场数值模拟和频谱分析,对比均布、无规则非均布和优先数系排布条件下的风扇性能,重点研究不同叶片排布方式对风扇气动性能、流场特性及噪声特性的影响。结果表明相比均布风扇,非均布结构对离散噪声有弱化峰值和移频作用;无规则非均布和公比过高优先数系排布易导致流场紊乱;选取公比合理的优先数系排布可在保证风扇气动性能和流场特性基础上,起到明显降噪效果,其中1.03公比条件下效果最佳,其总声压级平均降低3.28 dB。研究结果可为工程机械轴流风扇设计及其降噪方法研究提供一定参考。

为提升造雪机风扇的气动性能,以计算流体力学(CFD)为基础,对风扇不同叶型结构进行了研究与分析.通过建立三种不同叶型的造雪机风扇模型,运用Fluent对风扇模型工作过程进行仿真,模拟风扇的气动性能与工作效率,详细对比气流流场分布,选择出最优风扇叶型.对最优叶型的轴流风扇进一步优化,增加扇叶导流片,优化后风扇气动性能提升效果明显,最大风速提高到了6.5 ms-1,相较于改进前提高18.2%,轮毂处的低风速区也达到了2 ms-1左右,风速提升50%.对于造雪机轴流风扇叶型的设计具有一定的指导意义.

随着新能源的不断普及,家用光伏发电产业迎来了快速发展。光伏逆变器作为家用光伏发电产业中的重要装备,在解决自身散热问题的同时,还需考虑散热系统带来的气动噪声问题。文章针对某光伏逆变器散热系统的气动噪声过高问题,采用计算流体力学和气动声学相结合的手段进行流场和声场数值仿真,并通过实验手段验证了数值模型的合理性和正确性。计算结果表明散热风扇叶片表面的压力脉动是产生过高气动噪声的重要因素;在此基础上,通过对进气格栅进行改进,减小进气气流对风扇叶片表面压力脉动的影响,有效降低了散热系统的气动噪声水平。

轴流风扇被广泛应用于如刀片服务器等机械设备的通风散热中,在工作时风扇旋转形成的湍流与自身以及固壁发生耦合作用,进而诱发气动噪声.湍流尺度极小,稳定性差,所以对气动噪声模型的数值计算需要耗费大量的计算资源.将人工神经网络与传统的数值模拟方法相结合,首先基于k-ε两方程模型求解纳维-斯托克斯方程得到轴流风扇的流场解,再通过FW-H声类比理论得到其声场解,然后对轴流风扇搭建人工神经网络模型,同时在声远场选取气动噪声声压级样本点,通过BP神经网络算法进行学习,最后利用训练好的人工神经网络模型对轴流风扇工作时的噪声场进行预测,实现了良好的预报效果.该方法可以有效节省计算资源,在工业上有一定的应用价值.

以NACA65叶型为基础，构造出平面叶栅端导叶的流动分析模型，研究了在不同间隙尺寸条件下等宽度端导叶的安装位置对叶栅性能的作用。计算结果表明，端导叶在叶片吸力面侧安装时，叶栅性能最佳。其次，对应某一个端导叶条件，存在一个最佳的间隙大小。

随着高集成、大功率电子设备的应用越来越广泛，随之而来的气动噪声问题越来越受到人们的重视，对其主要气动噪声来源一风扇的研究也越来越深入。伴随着仿真计算方法以及计算机技术的发展，数值仿真已经成为气动噪声仿真、预测、降噪的新手段。在总结了前人在气动噪声仿真中的相关手段方法后、采用流体力学计算软件F1uent和LES大涡模型对轴流风扇气动噪声进行了数值模拟，分析了轴流风扇气动噪声产生机理，验证了仿真方法的正确性，结果表明LES湍流模型能够准确预测气动噪声，满足工程应用要求。

＂等密流型＂与＂变密流型＂设计方法是轴流风扇扭叶片气动设计中的两种典型的方法本文对这两种气动设计方法进行了深入的探讨并以某型轴流风扇为例分别采用这两种方法对其进行了扭叶片改型设计详细比较了按这两种扭叶片设计方法所获得的扭叶片的几何特征。在此基础上利用CFD技术数值研究了这两种扭叶片的气动性能在设计工况与变工况的差异以此对这两种方法的设计效果作出评价。研究结果表明：＂变密流型＂扭叶片的气动性能受变环量指数影响较大较大的变环量指数能明显地提高＂变密流型＂扭叶片的气动性能而＂等密流型＂扭叶片的气动性能受变环量指数的影响较小;＂变密流型＂扭叶片具有较大的径向压力梯度易于诱发径向串流而引起额外的二次流损失这直接造成其静压效率明显低于相应的＂等密流型＂扭叶片;按＂等密流型＂

以某型号空调外机轴流风扇为研究对象,建立其三维全流场整机模型,采用数值模拟方法对其在设计工况下的内部稳态流场进行数值模拟,并预估其风扇表面气动噪声源的分布,着重分析了空调外机流场稳态速度场、压力场及声功率级的分布规律,揭示了空调外机流场的基本特征。分析结论可为轴流风扇的优化设计提供参考,对提高其整体性能及其降噪具有重要工程应用价值。