管道振動噪聲的案例
管道噪聲模擬
1.管路產生噪聲的原因主要是以下兩種：
（1）流速高。高速氣流的流動必然沖刷管道，激發管壁產生振動，振動噪聲經管壁向周圍輻射，引發噪聲環境污染。
（2）彎頭、變徑部位因渦流、渦阻作用，氣體紊流現象嚴重，使管道、變徑部位、調壓閥劇烈振動而引發噪聲。
管道流動噪聲模擬能夠預測流體在管道中隨著流速變化所產生的流致噪聲；模擬結果中的管道壁面壓力脈動能夠作為管道振動計算的輸入激勵，計算管道振動輻射噪聲。
ACTRAN在處理流致噪聲問題時，CFD計算與聲學計算是解耦的，即首先進行CFD仿真，提取出湍流信息，然后再利用Lighthill或M?hring聲類比方法分析聲場。對于聲學分析中，只要滿足每波長6網格的規則即可。ACTRAN軟件可以直接讀取CFD的原始文件，使用積分法將流場信息加載到聲學網格上，因此不需要對聲源區的網格做特別的優化。
2.管道流致噪聲分析計算步驟如下所示：
（1）
建立CFD分析模型，利用URANS、LES或DES方法進行非定常流場計算；
（2）
利用ACTRAN/iCFD命令，將CFD基本量轉換為噪聲源Lighthill應力張量；
（3）
建立ACTRAN聲學分析模型，將聲源用積分法插值入聲學網格；
（4）
執行傅里葉轉換，將時域信號轉換為頻域；
（5）
計算噪聲的傳播，導出預設場點的聲場云圖和聲壓頻響函數；
（6）
ACTRAN/VI查看結果。
-海基科技
展開 案例分享|管道與設備振動噪聲測試、診斷
03
工廠驗收測試—噪聲測試
第三個項目是某設備供應商與懿朵科技簽訂的技術服務任務，該項目需在供應商的工廠中進行噪聲工廠驗收測試（FAT）。
噪聲測量結果的質量好壞主要取決于混響噪聲的處理方式。為確保噪聲測量結果的準確性與可靠性，懿朵科技建議對試驗臺架進行如下準備工作：放置聲屏障、隔離循環回路、將閥門遠離機組、在距離最近的反射面上布置吸音材料、測試過程中同一房間避免其他機組工作等。
為獲得最佳測試效果，撬塊應安裝在一個空場中，距離墻壁、反射面至少4米。
若在室外環條件下進行測量，則需要保證撬塊周圍沒有任何障礙物遮擋。遵循用EEMUA 140方法，根據SWL（聲功率級）推導出SPL（聲壓級）。空氣傳播的噪聲也需要測量，此時通常使用聲強法確定聲功率。
文章來源：管道振動技術
展開 制冷壓縮機振動噪聲控制技術
定頻雙螺桿式制冷壓縮機的運行轉速恒定，氣流脈動激勵頻率固定，可采用赫姆霍茲共振腔和聲波干涉器衰減氣流脈動，降低氣動噪聲，其結構原理如圖4（a）和（b）所示，針對某公司螺桿式制冷壓縮機噪聲特性和結構空間，成功試制了樣品，如圖4（c）和（d）所示。在排氣軸承座上設計赫姆霍茲共振腔，其腔體容積為32.0 cm3，頸部長度為15.0 mm，頸部直徑為16 mm，最佳狀態下可降低噪聲聲壓級2~3 dB（A）。在排氣軸承座的排氣端面上開設旁支流道，旁支流道與主流道的長度差為290.0 mm，可降低噪聲聲壓級2 dB（A）。
圖4 壓縮機氣流脈動衰減裝置原理及應用
圖5所示為寬頻穿孔管消聲器結構示意圖和應用于某公司螺桿式制冷壓縮機的穿孔管消聲器樣品。由于變頻雙螺桿式制冷壓縮機的運行轉速范圍寬，氣流脈動激勵頻率區間廣，采用寬頻穿孔管消聲器降噪技術，可以有效降低壓縮機在變轉速和變工況下的噪聲。
圖5 壓縮機穿孔管消聲器結構及樣品
1.3 典型應用案例
針對雙螺桿式制冷壓縮機振動噪聲問題，進行轉子動力學計算，研究轉子及其部件和結構有關的動力學特性，抑制壓縮機的機械性振動噪聲；開展壓縮機流致性振動噪聲控制技術研究，基于壓縮機的結構空間，利用赫姆霍茲共振腔和聲波干涉器等衰減氣流脈動，降低氣流脈動誘發的振動噪聲；優化管路系統的流場，提升管道系統的結構剛度，抑制管道系統振動噪聲的響應，降低壓縮機噪聲聲壓級。以寬頻穿孔管消聲器降噪技術為例，分析振動噪聲控制技術在雙螺桿式制冷壓縮機及其系統中的應用。
圖6所示為筆者團隊針對變頻雙螺桿式制冷壓縮機制定的測量方案與測量數據分析結果。
展開 電機振動噪聲的產生以及控制：振動和噪聲的來源
換向噪聲在有滑環和換向器的電機中是不可避免的。換向噪聲有三種原因引起：
摩擦噪聲。電刷與滑環和換向器的滑動連接處產生摩擦噪聲，其大小與滑環和換向器表面狀態、電刷的摩擦系數、電刷壓力以及空氣的絕對濕度有關。
撞擊噪聲。由于換向器變形，云母溝工藝不好，電刷在電機旋轉時周期性的撞擊換向片從而產生噪聲。
火花噪聲。由電刷和換向器或滑環接觸導電過程中產生的火花引起。
3
空氣動力噪聲
產生這種噪聲的根本原因是電機通風系統中氣流壓力的局部迅速變化和隨時間的急劇脈動，以及通風氣流與電機風路管道的摩擦。
這種噪聲通常直接從氣流中輻射出去。
展開 
電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
噪聲分析
在 Workbench 的 Analysis System 窗口中，選擇Harmonic Acoustic建立噪聲分析模塊，如下圖所示。
圖9 噪聲分析流程圖
對電機定子建立外流場模型，形狀可以自行定義。然后將諧響應分析的速度分布導入流場模型中定子外表面部分，并設定聲場分析邊界條件，如下所示。
圖10 導入諧響應速度分布
圖11 噪聲分析邊界條件
圖12 SPL分布圖
6. 結論與展望
通過ANSYS Workbench可以方便的分析電機振動噪聲，此外在此基礎上還可以進行多轉速分析以及對電機參數進行優化分析。
文章來源：易仿真
展開 電機振動噪聲建模分析：基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析
通過導入DXF文件與MANATEE的耦合可以更加方便，更加準確的進行電機電磁振動噪聲的仿真分析，為用戶提供了切實可行的解決方案。
文章來源：天源科技
LMS-Signature模塊/NVH（振動噪聲測試模塊） 附LMS 振動噪聲測試與分析系統下載
下載地址：LMS 振動噪聲測試與分析系統
MSC氣動噪聲全流程解決方案 | 基于scFLOW2Actran的HVAC管道氣動噪聲案例展示
作者 | 吳 昌 MSC CFD高級工程師
白長安 MSC聲學高級工程師
* 友情提示：文末有驚喜
1
前言
噪聲源主要有兩種構成，振動噪聲源和氣動噪聲源。顧名思義，振動噪聲是由結構振動輻射出來的噪聲，氣動噪聲是由流體流動中的湍流引起并傳播出來的噪聲。在很多應用場景中，了解并掌握氣動噪聲如何產生以及如何傳播對產品的設計有很大意義。比如，下圖中汽車風噪聲，汽車在高速行駛時后視鏡和側窗區域形成的風噪會傳入車內；風機在旋轉做功時會切割空氣并產生渦流，形成周期性較強的離散噪聲和寬頻帶的渦流噪聲；空調管道內流速過快時產生的湍流噪聲等。關于氣動噪聲的定義和解釋，可以追溯到1976年M.E. Goldstein的定義:"Aeroacoustics is concerned with sound generated by aerodynamic forces or motions originating in a flow rather than by the externally applied forces or motions of classical acoustics.
展開 基于fluent的管道風扇氣動噪聲分析
1風扇流場分析
1.1案例介紹
風扇可以用于發動機的冷卻等很多場景，合理的風扇設計將極大地提高風扇的效率，但由于管道風扇內部流動非常復雜，通過理論計算對其流動進行定性分析十分困難，風洞試驗雖然可以得到其流動參數和噪聲特性，但也無法對流場內部的流動細節進行描述。
本案例演示如何利用Fluent進行風扇流動特性和噪聲特性計算。
1.2幾何建模和流場計算域建立
本案例風扇外徑為384mm，輪轂直徑為140mm，輪轂比為0.365，8扇葉均勻分布，外流場建模充分考慮到進氣試驗標準，入口區長度至少為入口處管道直徑的六倍；而出口區的長度則應保證至少為出口位置管道直徑的十倍；至于旋轉流體區，是指包含了風扇本體以及周圍流場的圓柱體區域，應當保證其尺寸盡量靠近風扇葉片的直徑，最終風扇模型和外流場模型分別如下圖所示。
1.3模型網格的劃分
網格生成作為仿真計算中的關鍵環節，其結果直接控制了后續計算過程的效率與精度。為了保證劃分結果的質量，應選擇合適的網格尺寸，防止太疏或太密的網格產生，在流量梯度較大的流動區域內，應當盡量提高網格質量（高細密度，較小的歪斜度）；至于梯度小的區域可以在保證精度的基礎上適當較少網格數目。
本案例旋轉流體區由于包含了風扇本體且流動情況最為復雜，為了保證足夠的計算精度，該區域網格尺寸最小。管道區網格尺寸較旋轉區略大，最終劃分結果如下圖。
1.4邊界條件設定與旋轉模型選取
完成網格生成后需進行邊界條件的設置。
展開 電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個電機模型，電機的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對數為4，定子齒數為24個，轉子的轉速為1500rpm，求電磁振動產生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機類型；
Maxwell模塊：2D瞬態電磁場計算；
Structural 模塊：3D諧響應分析計算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨安裝，請用戶到官方網站上自行下載。
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關閉）按鈕將其關閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 直播課程 | 機器學習在振動噪聲與氣動噪聲領域的應用
01/直播主題&時間
機器學習在振動噪聲與氣動噪聲領域的應用
12月23日（星期三）14:00~15:00
02/您所期待的內容
基于機器學習的智能實時仿真
振動聲學與氣動聲學典型問題分析
機器設備噪聲測試的新方法--振動法測噪聲
一.引言
對機器設備噪聲測量最通常的方法是用聲級計進行聲壓級測量，然而在不少場合，這種人們十分熟悉的方法卻顯得無能為力。例如：在正在運行的多臺機器的機房里，需要測定各臺機器的噪聲時；或者要在生產成品的流水線上逐臺檢測每臺產品的噪聲時，都會由于其他聲源的影響以及反射聲的傳入使得聲級計無法顯示被測產品直接輻射的噪聲。隨著科技的發展，人們自然想到了聲強法。但是目前聲強法的測試儀器較貴，而且測試又較復雜，仍處于研究階段。于是，人們對聲波的測試開展了振動法的研究。希望通過測量機器表面振動量的方法來確定機器所輻射的噪聲量，通常稱為空氣噪聲的振動測試法。多年理論分析和應用研究的結果表明，這是一種十分簡便而有效的方法。在十分惡劣的環境條件下，幾乎可以不受環境噪聲和反射聲的影響，用一種特殊計權的測振儀就可通過測定機器表面的振動量，來確定其噪聲輻射值。目前這種方法已成功地用于生產實際。
采用測振法在生產現場測試產品的噪聲是在其他方法都無法簡便、迅速、經濟和準確的解決產品現場噪聲檢測的情況下而提出的。西德、美國等國家開展此項技術研究已有多年了，德國BBC公司花費了十幾馬克研究振動法，并成功地將此項技術用于接觸器的現場噪聲檢測上。美國經過多年的研究，已在海軍MIL標準中規定用振動法測定微電機的噪聲。國際ISO標準化組織已公布了測振法標準技術文件。
我國是在七十年代末期開始探討測振法的。
展開 整車電機振動噪聲：某混合動力汽車電機噪聲分析和降噪設計
以某開發過程中的混合動力轎車動力總成為研究對象，針對其開發過程中出現的電機高頻噪聲過大問題，采取正向設計方法進行優化，提升了該電機的NVH性能，其聲品質有大幅提高。研究內容對工程實際具有指導意義。
關鍵詞
：混合動力電動汽車；NVH；電機
0 引言
混合動力電動汽車與傳統汽車相比結構差異較大．傳動系統及其運行模式作了改變。致使整車的振動噪聲與傳統車相比具有新特點，傳動系統在不同模式下表現出不同的NVH問題【I‘]，使得振動噪聲的控制更為復雜。較低的背景噪聲使得原來傳統汽車中被掩蓋的噪聲凸顯出來，電機的高頻電磁噪聲會嚴重降低車內噪聲的聲音品質，同時降低乘坐舒適性。另外。電機的高扭矩和高轉速特性對齒輪系統的高頻嘯叫噪聲控制提出了新挑戰，電動汽車動力總成振動噪聲問題不單單是發動機和變速器的結構噪聲和燃燒噪聲問題．傳動結構的變化導致發動機、電機、齒輪系統之間耦合振動更為復雜。目前針對電動汽車NVH研究的相關文獻較少。振動噪聲設計應該是正向設計而不是逆向設計。振動噪聲問題應該在設計階段就進行杜絕和優化，而不是出廠和售后問題。文中以某開發過程中的混合動力轎車動力總成為研究對象．對其開發過程中電機高頻噪聲過大問題進行正向設計，采取優化措施。提升了該電機的NVH性能。其聲品質有大幅提高，對工程實際有指導意義。
1 問題描述及NVH測試
該車型的動力傳動系由發動機、行星齒輪系統、主電機、電池組、后驅電機組成。樣車在試車階段純電動模式驅動。電機轉速6250r／min時，駕駛室存在高頻電磁噪聲，車內噪聲主觀評價較差，聲品質較差；另外起步階段電機的高頻電磁噪聲同樣較大。該電機為8極48槽(極對數p=4)同步電機，該混合動力汽車的動力傳動系簡圖如圖1所示。
展開 往復式真空泵管道噪聲抑制技術研究
但因其工作過程中做往復式直線運動，故其產生的振動噪聲較大，令消費者反感。因此真空泵惡劣的噪聲性能已經成為制約其應用的重要因素。
往復式真空泵的噪聲主要可以分為兩種[8]，一種是活塞在汽缸內往復運動，引起的泵體的劇烈振動產生的噪聲；另一種是真空泵出氣口因活塞往復運動產生的“嘟嘟”聲。國內外學者針對其NVH（Noise, Vibration, Harshness）性能進行大量研究。林勝[9]等針對電車在制動情況下的真空泵聲品質不佳問題進行研究，發現真空泵的工作頻率與安裝支架模態耦合產生共振，通過優化支架結構及動剛度，避免了制動情況的異音。楊志偉[10]等針對汽車真空泵的車內傳遞噪聲進行研究，通過TPA（Transfer Path Analysis）技術定位主要傳遞路徑，并對其進行隔振優化。A Spille-Kohoff等人考慮熱變形對真空泵的影響并進行研究[11]，主要通過CFD仿真模擬泵體發生熱變形后對真空泵壓力、速度、溫度的影響。目前關于真空泵的研究主要集中在泵體的結構優化、泵體減振等方面，關于真空泵排氣口的脈動噪聲的降噪研究仍處于空白階段。
本文針對往復式真空泵出氣口處的“嘟嘟”噪聲進行針對性研究，首先采集了真空泵排氣口處的噪聲數據，得到排氣口特征“嘟嘟”噪聲主要集中在0～4000 Hz，噪聲總值在57 dB(A)左右；然后設計了消聲方案，采用串聯式消聲器消除傳遞損失曲線的通過頻率，改善出氣口處的噪聲幅值和聲品質；根據聲品質計算公式[12]，聲品質的好壞是以聲音的響度來進行計算的，故本文將聲壓值的大小近似于聲品質的好壞。
展開 電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電
電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機NVH測試的核心訴求是準捕捉噪聲與振動信號，而測試基準的穩定性直接決定信號采集的真實性。鑄鐵平臺作為電機NVH測試臺的核心基礎部件，憑借高剛性、低振動、強抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩定基準，是優化NVH測試精度與效率的關鍵支撐。本文深解析鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用，融入電機噪聲測試平臺、振動測試基準平臺等高頻關鍵詞，為NVH測試方案優化提供技術參考。
電機NVH測試的核心痛點是“信號干擾導致測試失真”。噪聲振動信號本身具有微弱性、高頻性特點，測試過程中，電機運行產生的振動易引發測試基準變形，車間環境噪聲、地面振動、其他設備運行干擾等，也會混入測試信號，導致真實的電機NVH信號被掩蓋。普通測試基座難以這些干擾，而鑄鐵平臺通過科學的結構與工藝設計，從根源上優化測試環境，為準采集NVH信號筑牢基礎。
鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用，主要通過三大核心價值實現，為NVH測試優化提供關鍵支撐。其一，高剛性結構保障測試基準穩定。平臺主體選用HT250強度灰鑄鐵或QT600球墨鑄鐵，經高溫時效+振動時效+自然時效三重處理，殘余應力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+十字交叉加密筋板”設計，筋板厚度≥25mm，臺面厚度≥100mm，在電機振動載荷作用下，臺面撓度≤0.01mm/m，無塑性變形。穩定的基準面可避免電機安裝位置偏移，確保振動傳感器采集的信號真實反映電機本身振動特性，減少基準變形導致的測試誤差。
其二，優異阻尼特性抑振動干擾。
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