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2風扇氣動噪聲分析 2.1噪聲分析步驟 在 Fluent 中對于風機噪聲的仿真是分為兩個部分先后完成的： （1） 首先使用大渦模擬模型（LES）對風扇流場中的瞬態(tài)控制方程求解獲得流場的動態(tài)穩(wěn)定值，通過計算結果得到風扇的噪聲源（即風扇葉片上的動態(tài)載荷）； （2） 接下來則是通過求解 FW-H 模型的方法對風機載荷進行分析并得到噪聲值。

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。

本研究中風扇作為唯一的主要聲源，為了加速CFD模擬僅導出包圍風扇的表面，即轉子-定子界面靜態(tài)側的CFD數(shù)據(jù)。CFD求解器采用480個核心的仿真時間接近40小時。最耗時的部分是在每個時間步下寫入數(shù)據(jù)這個步驟，這會減慢求解速度。 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成頻域的計算。

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。

本研究中風扇作為唯一的主要聲源，為了加速CFD模擬僅導出包圍風扇的表面，即轉子-定子界面靜態(tài)側的CFD數(shù)據(jù)。CFD求解器采用480個核心的仿真時間接近40小時。最耗時的部分是在每個時間步下寫入數(shù)據(jù)這個步驟，這會減慢求解速度。 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成頻域的計算。

混合方法（使用Lighthill類比和對整個信號進行一次離散傅里葉變換）可以預測寬頻帶信號，但通常會得到不切實際的高波動噪聲結果。論文中提出了一種針對風扇噪聲問題的一種新的組合方法。與傳統(tǒng)的混合方法不同，該方法具有準確捕獲線譜音調(diào)噪聲并可獲得平滑的寬頻帶噪聲曲線的優(yōu)點。 數(shù)值計算 首先進行非穩(wěn)態(tài)CFD仿真進行。計算域由靜止場和包圍風扇的旋轉域組成，如下圖1所示。

wx_fmt=png&amp;from=appmsg"></p><h3><strong>拓展學習（本周五直播-風機氣動噪聲求解方案）</strong></h3><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;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，并針對旋轉機械噪聲多種仿真方案進行對比。

其固有低數(shù)值耗散和LES湍流模型是氣動噪聲仿真理想的選擇。由于低數(shù)值耗散的優(yōu)勢，求解器可以在流場模型中直接模擬聲音傳播，而不需要其他簡化的聲傳輸模型。它可以精確捕獲噪聲水平，可視化流場并顯示噪聲源的位置以及噪聲的傳播方式。ultraFluidX完全基于GPU加速，加速了產(chǎn)品迭代，從而改進設計周期。

其固有低數(shù)值耗散和LES湍流模型是氣動噪聲仿真理想的選擇。由于低數(shù)值耗散的優(yōu)勢，求解器可以在流場模型中直接模擬聲音傳播，而不需要其他簡化的聲傳輸模型。它可以精確捕獲噪聲水平，可視化流場并顯示噪聲源的位置以及噪聲的傳播方式。ultraFluidX完全基于GPU加速，加速了產(chǎn)品迭代，從而改進設計周期。

，除了風量、風壓等氣動性能外，氣動噪聲也是很重要的指標。

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。

，在扇葉的前端壓力變化最大，此區(qū)域是冷卻風扇做功的主要區(qū)域［8］；風扇吸力面存在很大的負壓區(qū)域，在葉片的前緣與外圈交接處正、負壓相差較大，出現(xiàn)回流區(qū)域，此處會造成功率損失，風扇氣動噪聲也主要在此區(qū)域發(fā)生［9］.冷卻風扇吸力面壓力最高達100 Pa，壓力面正壓最大的位置與吸力面負壓最小在扇葉上的位置相同，分別位于扇葉的兩面.冷卻風扇的輪轂部分為封閉實體，無氣流通過，壓力分布也比較均勻接近為零.

通過振型分析，認為較低頻率的前六階振動對氣動噪聲影響較大，為設計低噪聲風機提供了借鑒。下一步將計算葉輪流場，得到葉片流場受力并對葉輪作諧波分析，通過氣動聲 學公式預測噪聲的大小，以期望獲得葉輪振動對氣動噪聲的具體量值。文章來源：正脈科工CAE

</p><p><br></p><p class="ql-align-justify">本期海克斯康直播講堂請到了聲學仿真專家白玉儒，白玉儒老師將為我們帶來電聲系統(tǒng)的聲場及電子行業(yè)相關氣動噪聲仿真方案，詳細講解通過仿真方式進行電聲產(chǎn)品的建模和集成環(huán)境下的振動和聲場分析，也會涉及電子產(chǎn)品中的氣動噪聲問題例如耳機風噪、電子散熱風扇的內(nèi)容，為進一步提升喇叭的輻射效率、降低產(chǎn)品共振風險、預測和優(yōu)化產(chǎn)品的聲場提供數(shù)據(jù)化