船用离心风机壳体振动噪声优化研究

发布时间：2024-03-16 02:30

　　当风机进出口连接长管道时,其外部辐射噪声主要是内部非定常流动诱发蜗壳振动产生的振动噪声。风机壳体的振动噪声是典型的流固干涉噪声,通常基于非定常流场获得振动激励源。为了控制此类噪声,通过振动噪声数值计算方法,并结合试验设计方法(Design of Experiment, DOE),给出了一种以壳体各板块厚度(前板TF,侧板TS,后板TB)为设计变量、以壳体振动辐射声功率为目标函数的单目标优化方法。研究表明,当保持壳体质量不变时,优化后,壳体表面辐射声功率均有不同程度降低,壳体表面基频辐射声功率降幅最大,达到6.23 dB。

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【部分图文】：

图6振动噪声计算流程示意图

图5蜗壳有限元模型1.3.3振动噪声计算数值验证

图7振动加速度的计算值和实验值对比

图7给出了各振动测点在20～3000Hz频率范围内总振级的计算和实验对比。从图7中可以看出绝大部分振动测点的计算和实验吻合良好，虽然少数测点(测点1、4、13)有限元计算结果和实验值误差较大，最大误差为15dB，但是总体来说计算和实验误差控制在一个量级范围(20dB)内，....

图5蜗壳有限元模型

风机蜗壳壳体有限元模型采用Shell63单元构建。按照风机壳体厚度不同分为三个板块有：前板厚度TF、后板的厚度TB均为6mm，壳体侧板的厚度TS为5mm，如图5所示。基于表面四边形网格划分46182个shell63单元。模型材料为钢，密度为ρ=7800kg·m-3，弹性....

图1风机网格截面图

基于商业软件ANSYSCFX求解连续方程、动量方程和标准k-ε湍流控制方程。各控制方程均采用有限元体积法离散。控制方程的空间离散采用高精度的高阶格式差分，非定常计算的时间推进格式为双时间步长全隐式格式，时间项使用二阶后向欧拉差分离散，一个耦合求解器[8]依照压力的耦合求解算法耦....

本文编号：3928979