風扇氣動噪聲仿真
關注創(chuàng)建者：ALTAIR 創(chuàng)建時間：2023-05-31
風扇氣動噪聲仿真的視頻教程
基于Fluent的離心風扇及風機氣動噪聲FWH仿真分析
本視頻教程主要是講解離心風機/風扇的氣動噪聲仿真分析，通過fluent的FWH模塊來仿真氣動噪聲，Spaceclaim進行幾何模型的前處理及修復，流體域和旋轉(zhuǎn)域的建立，然后通過fluent meshing進行非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格劃分，對網(wǎng)格質(zhì)量進行改善，再通過fluent進行求解設置和穩(wěn)態(tài)計算，再開啟瞬態(tài)計算，開啟聲學模塊采用FWH做氣動噪聲仿真分析，最后進行后處理；本課程會提供源文件模型3D及幾何處理好的模型文件
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Fluent旋轉(zhuǎn)機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程
Fluent旋轉(zhuǎn)機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程 適用人群：學習型仿真工程師；理工科學生；旋轉(zhuǎn)機械噪聲從業(yè)人員 Fluent旋轉(zhuǎn)機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程（免費）【已結(jié)束】 直播時間：2023-06-20 19:30 本講座從風扇氣動噪聲的產(chǎn)生機理入手,對風扇的氣動噪聲進行仿真預測方法的研究。
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風扇氣動噪聲仿真網(wǎng)絡研討會
本場研討會將為您介紹： 1.基于GPU硬件和LBM算法的氣動噪聲分析； 2.離心/軸流風扇噪聲演示模型； 3.噪聲信號處理。
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風扇氣動噪聲仿真的實例教程
風扇的氣動噪聲
在工業(yè)設備行業(yè)，最大噪音值受法規(guī)限制。在很多使用風扇冷卻的設備上，風扇噪聲通常是這些設備工作噪聲的最大貢獻量。而在家電民用行業(yè)，例如空調(diào)、空氣凈化器、油煙機等，其噪音大小直接關系到用戶的體驗感受，而這些設備中風扇噪聲都有很大的貢獻量。
噪音測試目前是一種比較成熟、且高效的獲取風扇噪聲的方法。但是通過噪聲測試我們能獲取的只有當前設備的噪聲水平、以及頻譜中的階次特征，它并不能告訴我們噪聲產(chǎn)生的機理，以及優(yōu)化噪聲的方向。同時，對于大型、復雜的風機葉片，模具或測試模型的制作成本也較高。加工、安裝的誤差或不確定性，也難以評估。
風扇噪聲測試
風扇流場CFD仿真
計算氣動聲學 (Computational AeroAcoustics，CAA) 是研究由湍流產(chǎn)生噪聲的問題，常見的比如風扇噪聲，空調(diào)噪聲，通風噪聲等。為了求解湍流中小尺度的特征，需要高精度的空間和時間上的解算方法。在數(shù)值上我們既要滿足足夠高的采樣頻率，也要滿足足夠小的空間解析率，同時要考慮到實際項目應用中效率問題，因此對于氣動噪聲的仿真一直是業(yè)內(nèi)難題。
展開 01
前言
風扇/風機作為一種通用的流體機械，其廣泛應用于家電、軍工、車輛等領域。
風扇在運轉(zhuǎn)中，旋轉(zhuǎn)的葉片與周圍的流場以及靜止部件（蝸殼、格柵等）都存在相對運動，其流場表現(xiàn)出明顯的非定常特性。這種非定常特性不但影響風扇的氣動性能，也會產(chǎn)生明顯的氣動/流致噪聲。
隨著近些年來國內(nèi)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對居住、辦公、駕乘等環(huán)境的舒適度要求越來越高。風扇的氣動/流致噪聲，在家用空調(diào)的內(nèi)外掛機、空氣凈化器、吸塵器、吸油煙機、汽車空調(diào)等的噪聲中均占據(jù)了主要的組成部分。
各相關企業(yè)的研發(fā)人員，對于研究、預測、降低風扇的氣動/流致噪聲可謂傷透了腦筋。某國外家電大牌的吸塵器等產(chǎn)品動輒大幾千元，其主打的產(chǎn)品特點就是“靜音”。
對于風扇氣動/流致噪聲的預測，或者說在工業(yè)領域應用氣動/流致噪聲的仿真分析，一直都存在痛點/難點。
展開 本例基于Actran2021.1，采用Lighthill面源方法，將聲源映射到聲學網(wǎng)格上，并完成時域氣動聲源轉(zhuǎn)成頻域的計算。這項研究的新穎之處在于這一步，其中采用兩個互補的離散傅里葉變換（DFT）設置來精確計算線譜音調(diào)和寬頻噪聲，同時避免了由于采樣時間有限而在高頻下出現(xiàn)不切實際的聲壓級波動：
① 對于葉片通過頻率(BPF)及其諧波引起的線譜音調(diào)噪聲，使用最小二乘法在整個采樣時間內(nèi)定義并完成第一個DFT。該方法強制提取用戶設置的頻率。在本研究中，設置為從BPF開始并提取BPF高達1000Hz的每個諧波；
② 對于寬頻帶噪聲，時域數(shù)據(jù)樣本分解為多個較小的樣本（多重離散傅里葉變換），這些樣本彼此重疊50%，并對每個樣本應用Hanning窗以平滑每個子樣本之間的過渡。在本研究中，原始時域數(shù)據(jù)被分為78個重疊樣本，每個樣本的持續(xù)時間為0.02秒，正好對應50個CFD時間步長。子采樣持續(xù)時間為0.02s，最小頻率和頻率步長固定為50Hz。選擇這些參數(shù)是為了獲得不包含BPF或其諧波的頻率列表，因此僅提取寬頻帶噪聲的結(jié)果。此方法的缺點是沒有對CFD的全部結(jié)果進行利用。
通過上面的兩個步驟，便獲得了兩組氣動噪聲：
①一個DFT得到BPF及其諧波的噪聲。
②多重DFT方法得到的寬頻帶噪聲。使用兩組互補的結(jié)果，并使用腳本進行合并，就可以獲得組合氣動聲學仿真的總體頻率響應，如圖2所示。
展開 3.3 真實聲場模型（內(nèi)外耦合）的計算結(jié)果
最后，利用稀疏化的網(wǎng)格模型建立了真實的軸流風扇內(nèi)外聲場耦合模型，進行完整的軸流風扇噪聲輻射模擬分析。下面列出的是SYSNOISE進行內(nèi)外部聲場分布計算的結(jié)果（左列—內(nèi)聲場；右列—外聲場)
圖5 真實內(nèi)外聲場耦合模型的計算結(jié)果
4、結(jié)論與建議
從計算結(jié)果看到，氣動噪聲的聲源主要來自風扇迎風面的中上部、以及對應的管路壁面部位。內(nèi)部聲場的氣動噪聲主要分布在出風側(cè)，幅值較高。而外部聲場的氣動噪聲主要分布在風扇平面內(nèi)，而不在風扇的流場方向上。本結(jié)論與航空領域的螺旋槳平面噪聲現(xiàn)象比較一致。
根據(jù)上面的分析對比過程，SYSNOISE可以非常方便地解決這類流體聲學分析問題，高效準確地得到氣動聲學的內(nèi)外聲場分布。關鍵的是，SYSYNOISE的流體聲學功能可以直接與其久經(jīng)考驗并得到公認的振動聲學分析模塊無縫集成和耦合起來，解決更加復雜的流體聲學問題：包括聲學有限元/無限元及其耦合；直接/間接聲學邊界元及其耦合；流體與結(jié)構(gòu)的聲振耦合；吸聲材料模型；快速ATV及其優(yōu)化技術(shù)；以及貢獻量分析和大規(guī)模問題的并行計算技術(shù)等等。
本文來源：http://www.51gcs.com/info/17569
展開 精彩直播預告
氣動噪聲分析在汽車、航空、電子等多個行業(yè)都有著廣泛應用，通過對產(chǎn)品氣動噪聲分析提升產(chǎn)品的舒適性，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計和減少噪聲污染。同時，有助于提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量，增強市場競爭力，為人們創(chuàng)造更加安靜、高效的工作和生活環(huán)境。
海克斯康工業(yè)軟件在氣動噪聲分析上有一套完整的解決方案，使用scFLOW2Actran氣動聲學包實現(xiàn)Cradle CFD流體軟件和Actran聲學軟件聯(lián)合仿真進行氣動噪聲仿真分析。由于氣動噪聲仿真對高精度空間和時間解算方法的需求，所以在仿真分析的過程中對計算資源和時間要求也十分高。scFLOW2Actran氣動聲學包在使用過程中數(shù)據(jù)傳遞十分便捷，能夠在Cradle頁面設置聲學求解參數(shù)，調(diào)用Actran求解器進行計算，極大降低了氣動噪聲分析的學習成本。
本次直播海克斯康直播講堂請到了流體仿真和聲學仿真兩位專家為我們帶來基于Cradle和Actran的散熱風扇氣動噪聲聯(lián)合仿真案例，對氣動噪聲全流程解決方案進行講解，并針對旋轉(zhuǎn)機械噪聲多種仿真方案進行對比。此外，還分享了scFLOW2Actran氣動聲學包案例，以及一種預測風扇噪聲的新方法（偶極子環(huán)）。敬請關注！
9月20日 14:00
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直播內(nèi)容聚焦
?? 氣動噪聲全流程解決方案；
?? 一種預測風扇噪聲的新方法（偶極子環(huán)）；
?? Actran旋轉(zhuǎn)機械噪聲多種仿真方案對比；
?? scFLOW2Actran氣動聲學包案例分享。
蔣釗
海克斯康流體仿真專家
具備多年流體仿真經(jīng)驗，負責Cradle CFD軟件的售前售后及項目咨詢服務，能夠針對客戶的需求能提供有效、合理、針對性的流體解決方案，為客戶解決實際應用問題。
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風扇氣動噪聲仿真的相關專題、標簽、搜索
風扇氣動噪聲仿真的最新內(nèi)容
“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業(yè)最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎佳作，帶您一同領略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
<p class="ql-align-center"><img referrerpolicy="no-referrer" crossorigin="anonymous" data-referrer-policy-set="true" src="https://bexp.135editor.com/files/users/1466/14660444/202603/yNgFj6Pe_nROp.gif?auth_key
本案例對圓柱繞流的氣動噪聲展開了仿真計算。主要涉及到二維模型LES大渦模擬的開啟、FW-H模型的使用。計算模型簡單，為氣動噪聲常用的驗證模型。通過對該案例的學習，后續(xù)可以通過該方法對各類航空航天、船舶等領域的氣動噪聲展開預報。
1 workbench 設置
本案例計算模型簡單，相關的workbench設置如下圖：
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
本案例采用的圓柱體直徑為
培訓日程：
培訓時間：11月20-21日
培訓地點：
上海市松江區(qū)云振路410號創(chuàng)智中心4號樓3樓8號會議室/線上
面向人群：
?汽車、家電、通用機械等行業(yè)電機類產(chǎn)品設計與仿真工程師。
?其他行業(yè)中希望了解輻射噪聲問題并利用仿真加以改善的工程人員。
培訓目標：
?針對涉及到各行業(yè)電機類產(chǎn)品相關的客戶，對常用的軸向
屋頂冷水機組氣動噪聲分析7個月前
屋頂冷水機組噪聲分析
屋頂冷水機組是商業(yè)建筑和工業(yè)設施中常見的制冷設備，其噪聲并非單一來源，而是由其內(nèi)部核心部件（壓縮機、冷凝風機、水泵等）及輔助結(jié)構(gòu)共同產(chǎn)生。其中冷凝風機約占30%~60%，氣動噪聲又可細分為：
旋轉(zhuǎn)噪聲（離散頻率噪聲）：風扇葉片周期性切割空氣，形成壓力脈動產(chǎn)生的噪聲，表現(xiàn)為“嗡嗡”的低頻轟鳴（通常200-1000Hz），傳播距離遠、穿透性強，易對下層建筑或周邊居民區(qū)造成影響
屋頂冷水機組噪聲分析
屋頂冷水機組是商業(yè)建筑和工業(yè)設施中常見的制冷設備，其噪聲并非單一來源，而是由其內(nèi)部核心部件（壓縮機、冷凝風機、水泵等）及輔助結(jié)構(gòu)共同產(chǎn)生。其中冷凝風機約占30%~60%，氣動噪聲又可細分為：
旋轉(zhuǎn)噪聲（離散頻率噪聲）：風扇葉片周期性切割空氣，形成壓力脈動產(chǎn)生的噪聲，表現(xiàn)為“嗡嗡”的低頻轟鳴（通常200-1000Hz），傳播距離遠、穿透性強，易對下層建筑或周邊居民區(qū)造成影響
013fd08036354970b85c65aadd0a6198.png" style="display: inline-block;"><img src="https://img.jishulink.com/202509/attachment/013fd08036354970b85c65aadd0a6198.png"></figure></figure><p><br></p><p><strong>風扇氣動噪聲仿真網(wǎng)絡研討會
本案例利用Fluent重疊網(wǎng)格與UDF,對撲翼機的氣動特性展開仿真。該案例所用模型為假設模型，僅作計算設置參考。通過此案例后續(xù)可以對進一步添加udf代碼與更換模型，實現(xiàn)更為復雜的撲翼機運動，對其展開氣動仿真計算。
1 UDF說明
在本研究中采用重疊網(wǎng)格模型對撲翼機撲翼運動進行模擬。本案例選擇DEFINE_CG_MOTION進行定義，omega[0]代表z軸旋轉(zhuǎn)方向，本案例設計翼型上下擺動18°
培訓日程：
培訓時間：8月14-15日
培訓地點：武漢市江夏區(qū)華工園二路1號2樓北京廳
面向人群：具備有限元基礎的工程技術(shù)人員
培訓目標：
? 了解關于Marc非線性熱、熱-機耦合方面的基本理論；
? 基本掌握Marc前后處理器mentat功能，熟悉mentat的操作界面；
? 掌握熱及熱機耦合仿真流程及操作；
? 掌握Marc中材料非線性，接觸非線性和熱相關性設置和定義方法
Ansys CFD 提供了多種氣動噪聲解決方案，主要基于 Fluent 軟件，通過不同的聲學模型和計算方法來實現(xiàn)，常見的有直接計算法、聲比擬法和寬頻法。
8月7日，Ansys官方策劃的研討會『Ansys CFD氣動噪聲解決方案』主要介紹Fluent在氣動噪聲方面的應用、案例，包括基于瞬態(tài)的CFD氣動噪聲分析，基于穩(wěn)態(tài)的CFD氣動噪聲分析，聲品質(zhì)分析及氣動-振動噪聲耦合分析等
