空调器室外机流场数值模拟及其轴流风扇噪声预估

论文摘要

随着生活水平的提高和消费观念的更新,轴流风机作为家用空调器室外机风机,其噪声、流量、效率等性能指标倍受人们关注。本文利用商用CFD软件对室外机的内流场进行了模拟,研究各几何参数对室外机流场和声场的影响;采用Lighthill声比拟法对轴流风扇的气动噪声进行了预测,研究该方法在轴流风扇噪声预估方面的可靠性。具体工作包括两个方面:首先,根据厂家提供的空调器室外机的结构装配图和性能指标,建立了合理的室外机箱体及其零部件的CFD计算模型,为后续优化室外机结构提供了理论依据和模拟试验基础,并在此基础上进行了风道系统的改进研究。其次,利用商用CFD软件Fluent对室外机轴流风扇进行了噪声数值预估,为实验得出的两轴流风扇之间噪声特性的差异提供了一些理论依据,同时实验研究也验证了数值模拟的合理性和有效性。整篇论文共分为5个章节,第1章-绪论,论述了轴流风机数值模拟及其实验研究的国内外进展情况;第2章-空调器室外机轴流风扇叶尖涡研究,采用三维N-S方程、κ-ε方程湍流模型和SIMPLE算法,对基于多部件耦合的空调器轴流风扇叶尖涡的三维流动特性进行了数值分析。第3章-空调器室外机轴流风扇的气动噪声数值预估,主要研究叶轮表面作为噪声源时的频谱分布特性和内流结果,为低噪声轴流风扇的设计提供参考;第4章-噪声测量试验研究,实验结果为数值模拟提供了校核依据;第5章-空调器室外机风道系统改进研究,运用试验和CFD方法,优化空调风道系统的流道结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 叶轮机械内部流动的研究现状
• 1.3 叶轮机械的气动噪声研究现状
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 2 空调器室外机轴流风扇叶尖涡研究
• 2.1 引言
• 2.2 计算模型与计算方法
• 2.3 室外机流场与叶尖涡流动特性分析
• 2.4 本章小结
• 3 空调器室外机轴流风扇的气动噪声数值预估
• 3.1 轴流风机气动噪声基本理论
• 3.2 LES/FW-H 混合求解方法
• 3.3 计算模型及模拟思路
• 3.4 计算结果分析
• 3.5 本章小结
• 4 噪声测量试验研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验装置
• 4.3 试验对象
• 4.4 性能结果及远场噪声结果
• 4.5 本章小结
• 5 空调室外机风道系统改进研究
• 5.1 轴向位置变化对室外机流场与声场的影响
• 5.2 导流罩宽度对室外机流场与声场的影响
• 5.3 风扇罩形状对室外机流场与声场的影响
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 作者在硕士期间发表的论文
• 附录2 作者在硕士期间参与的项目（课题）