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在 200 - 3000Hz 頻段，乘員艙空調(diào)噪聲是直達(dá)噪聲和衍射噪聲的混合，需考慮內(nèi)飾吸聲材料的影響。本期的空調(diào)管路流動噪聲LBM仿真分享就到這里啦，下一期我們將分享更多實(shí)用功能，敬請期待。

流體流過圓柱體產(chǎn)生的噪聲 案例描述：空氣以69.2 m/s的速度吹向直徑為1.9 cm的圓柱體，用Fluent仿真此時(shí)產(chǎn)生的噪聲。基于圓柱體直徑的Reynolds數(shù)大概是90000。其他尺寸參數(shù)見下圖。

1風(fēng)扇流場分析 1.1案例介紹 風(fēng)扇可以用于發(fā)動機(jī)的冷卻等很多場景，合理的風(fēng)扇設(shè)計(jì)將極大地提高風(fēng)扇的效率，但由于管道風(fēng)扇內(nèi)部流動非常復(fù)雜，通過理論計(jì)算對其流動進(jìn)行定性分析十分困難，風(fēng)洞試驗(yàn)雖然可以得到其流動參數(shù)和噪聲特性，但也無法對流場內(nèi)部的流動細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。 本案例演示如何利用Fluent進(jìn)行風(fēng)扇流動特性和噪聲特性計(jì)算。

電子膨脹閥噪聲測試系統(tǒng)平臺電子膨脹閥是空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵控制部件，主要用于流量調(diào)節(jié)和節(jié)流膨脹。但在小開度下，制冷劑流經(jīng)電子膨脹閥時(shí)會因節(jié)流產(chǎn)生兩相流，氣相的形成與潰滅會產(chǎn)生噪聲。本研究通過 Ansys Fluent 數(shù)值分析，探究不同開度下制冷劑進(jìn)入閥內(nèi)的空化特性，以闡明電子膨脹閥流動誘導(dǎo)噪聲的產(chǎn)生原因。為此設(shè)計(jì)了帶閥芯凹槽結(jié)構(gòu)的電子膨脹閥，并對閥門流動噪聲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比分析。

本文使用ANSYS Fluent 19.0軟件，對圓柱擾流流動所引起的誘導(dǎo)噪聲進(jìn)行聲比擬仿真，內(nèi)容包括網(wǎng)格導(dǎo)入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數(shù)、后處理的設(shè)置。通過聲比擬方法獲得擾流流場和噪聲。 2. 模型仿真描述 本仿真為2D模型，圓柱直徑為1.9cm，來流風(fēng)速為69.2m/s。

靈活性強(qiáng)：在STAR-CCM+等仿真軟件中，F(xiàn)W-H模型可以與多種流體動力學(xué)模型（如URANS、LES等）相結(jié)合，以適用于不同流動特性的氣動噪聲問題。

寬頻噪聲和聲調(diào)噪聲都可以根據(jù)流動計(jì)算中考慮的流動性質(zhì)（噪聲源）、湍流模型的使用以及流動的時(shí)間尺度進(jìn)行預(yù)測。 FLUENT中的FW-H模型的一個(gè)重要缺陷是其只適用于預(yù)測聲音在自由空間的傳播。因此雖然該模型可以合理地用于預(yù)測由外部空氣動力流動（如地面車輛和飛機(jī)周圍流懂）引起的遠(yuǎn)場噪聲，但它不能用于預(yù)測管道或墻壁封閉空間內(nèi)的噪聲傳播。

本案例對圓柱繞流的氣動噪聲展開了仿真計(jì)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(jì)算模型簡單，為氣動噪聲常用的驗(yàn)證模型。通過對該案例的學(xué)習(xí)，后續(xù)可以通過該方法對各類航空航天、船舶等領(lǐng)域的氣動噪聲展開預(yù)報(bào)。

在做這個(gè)混合油液體流仿真時(shí)，在Fluent中選擇和設(shè)定了相關(guān)的變量，變量在由于變量的選擇和設(shè)定不同，對于其結(jié)果是變化的。為了能夠看出混合油在導(dǎo)流片表面的流動狀態(tài)和流動方向，液體流的過程能否滿足設(shè)計(jì)意圖，因此，為了能夠獲取反映真實(shí)的仿真結(jié)果，結(jié)合混合油的特性，軟件參數(shù)設(shè)定的規(guī)范化，在變量選擇與設(shè)定上都盡量真實(shí)客觀。

3.2 風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)口端的氣流噪聲的改善 3.2.1 問題描述 低速氣流進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣風(fēng)道內(nèi)，受到高速旋轉(zhuǎn)葉片的作用力后變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)氣流，在離心力的作用下，氣流進(jìn)入葉輪內(nèi)部葉片通道并向葉輪外側(cè)流動，并在葉輪外側(cè)產(chǎn)生高速高壓氣流，由于葉輪上方與蝸殼殼體在配合上存在一定間隙，葉輪外側(cè)高壓氣流通過此間隙向葉輪內(nèi)側(cè)低壓區(qū)流動，這部分流動的氣流與葉輪進(jìn)氣口氣流合流，并且在葉輪葉片上端內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生較大氣流速度

[6]3.噪聲仿真氣流經(jīng)過鈍體如建筑物、橋塔、風(fēng)電機(jī)組時(shí)，會產(chǎn)生顯著的空氣動力學(xué)噪聲（氣動噪聲或風(fēng)噪聲）。此類噪聲源于復(fù)雜的流動現(xiàn)象，尤其是湍流及其相互作用（渦脫落、撞擊等）。準(zhǔn)確預(yù)測該噪聲涉及復(fù)雜的技術(shù)路徑：需利用CFD計(jì)算得到的非穩(wěn)態(tài)流場數(shù)據(jù)（速度、壓力脈動），作為聲學(xué)仿真的激勵源。

但是，CFD仿真軟件多了，容易讓我們迷茫。一方面，我們不可能全部軟件都學(xué)會；另一方面，我們很少人明白它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，這點(diǎn)對于仿真一些特殊問題時(shí)候選對軟件很關(guān)鍵，下面，為大家介紹目前應(yīng)用較多的CFD軟件，以及它們各自的應(yīng)用領(lǐng)域、上手體驗(yàn)：Fluent1. 應(yīng)用領(lǐng)域：流體流動、多相流、流固耦合、動網(wǎng)格、傳熱與輻射、燃燒和化學(xué)反應(yīng)、聲學(xué)和噪聲。2.

fluent還能夠進(jìn)行氣動噪聲模擬，主要方法有聲比擬模型、CAA直接模擬、寬頻噪聲模型等 fluent還可以通過動網(wǎng)格來模擬旋轉(zhuǎn)機(jī)械，如齒輪旋轉(zhuǎn)，扇葉旋轉(zhuǎn)，閥門擺動、活塞運(yùn)動等問題 實(shí)際上fluent能夠做的事情要比上面講的多的多，fluent提供了UDF（用戶自定義函數(shù)）功能和UDS（用戶自定義標(biāo)量）功能，可以借助這些功能，直接求解偏微分方程。

與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的流動引起的噪聲相關(guān)的物理機(jī)制是復(fù)雜的，且對于氣動聲學(xué)方法來說是具有挑戰(zhàn)性的： 噪聲是一種高度瞬態(tài)現(xiàn)象，傳統(tǒng)的CFD求解器由于流動和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，難以準(zhǔn)確預(yù)測在一個(gè)合理時(shí)間區(qū)段中的瞬態(tài)效應(yīng) 窄帶噪聲集中在頻譜的一個(gè)狹窄部分，包含高比例的聲能 寬帶噪聲是由湍流邊界層或葉片上的分離引起的。