總結了目前空調室外機與室內機氣流組織與噪音仿真的研究現狀，并將現有研究成果應用到了機房空調領域，對采用變頻風機的某機房空調室外機進行了仿真，并提出了降噪的措施。同時對采用后向離心風機的機房空調室內機設計要點進行了分析，提出了降噪措施。

1.      問題描述：

噪聲是發聲體做無規則振動時發出的聲音，單位是分貝(dB)。對于機房空調設備來說噪音產生的方式有振動產生和流場中產生。振動產生的噪音包括，旋轉部件因組裝的損耗或軸承的缺陷而產生異常的振動，以及共振引起的噪音。流動所產生的氣動噪音，亂流、噴射流、氣蝕、氣切、渦流等現象。當空氣中以高速流經導管或金屬表面時，一般空氣在導管中流動碰到阻礙產生亂流或大而急速的壓力改變均會有噪音的產生。

如圖1，空調機組的噪音可分為機械噪音、氣動噪音和電磁噪音，噪聲源主要是風機、換熱器以及箱體。按照頻譜特性可分為離散噪聲和寬頻噪聲。

圖1 噪聲分類

機械噪聲----主要是由于風機中電機、換熱器等部件自身的精度和安裝精度不高，在其運行過程中會產生振動和摩擦，產生機械噪聲；

電磁噪聲----主要是由于風道中的風機中的電機在運行時由于電磁場交替變化引起周圍的機械部件的振動而產生的噪音，叫電磁噪聲，電磁噪聲不是主要的噪聲源。

氣動噪聲----又可分為渦流噪聲和旋轉噪聲，渦流噪聲是由于氣流在風道內流動，當流經葉片等障礙物時，由于氣體粘性力的作用，有一定速度的氣流與障礙物下游的靜止氣流會互相作用產生漩渦，這些漩渦中心的壓強比周圍空氣中的壓強要低，當漩渦脫落時，氣流會出現一次壓強的脈動，這種壓強的跳動會作用與周圍的介質中，進而輻射出噪音。旋轉噪聲主要是由于旋轉的葉片周期性拍打周圍靜止的空氣產生壓力的脈動進而產生噪聲。

渦流噪聲屬于寬頻噪聲，是在風機葉輪高速旋轉時因氣體邊界層分離而產生的渦流所引起的噪聲。邊界層分離和湍流脈動彈性較大，故而寬頻噪聲具有很寬的頻率范圍。由于湍流無規則地運動，時而生長時而衰減，使得湍流噪聲具有寬廣的頻率范圍。頻譜中的寬頻分量主要是由具有隨機特性的脈動力所引起的。

旋轉噪聲屬于離散噪聲，這種噪聲隨著葉片幾何形狀和尺寸的變化其強度也不相同。若葉輪的旋轉速度為n（rpm），葉片數為z，則離散噪聲的基本頻率(Hz) f_c 可由計算得到。

                  f_c= nz/60

壓力越高，葉輪圓周速度越大，噪聲也越大，并且在基本頻率或基本頻率的整數倍（稱為高次諧波）處達到最高值

1.      現有研究成果總結：

在空調室外機軸流風扇中，葉頂部分的紊流強度很大，這也是葉尖渦產生的地方?？梢哉J為葉頂不穩定的漩渦流動是噪聲產生的主要原因。葉頂旋渦結構跟導風圈的配置緊密相關，可以通過改變導風圈的結構，改變葉頂旋渦結構和強度，降低噪聲。

寬頻噪聲強度，與主流速度成六次冪關系。意味著葉片通道中主流速度大小是影響噪聲大小的一個重要因素。如圖2所示，將設計導風圈子午流道結構做成漸擴型，通過控制風扇葉尖渦來減小噪聲，就是通過改變導風圈的結構配置，控制葉尖旋渦的發展，減少葉尖和導風圈之間的回流，從而減少由于葉尖渦引起的主流阻塞，增大有效的通流面積，降低主流的流速，最終有效的降低噪聲。