[發明專利]一種清掃車風機流致噪聲計算方法

在審

• 申請號: 202110491836.6
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113177375A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 邵準遠;劉燕瀟;陳凱
• 申請（專利權）人: 浙江上風高科專風實業股份有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/17;G06F119/10;G06F113/08
• 代理公司: 紹興上虞誠知創專利代理事務所(普通合伙) 33354
• 代理人: 劉鴻西

本發明公開了一種清掃車風機流致噪聲計算方法，包括以下步驟：模型的預處理，網格劃分，模型的建立，一次瞬態計算，在穩態計算收斂及監控參數基本滿足要求的情況下，以穩態計算為初始場，進行瞬態計算；如果一次瞬態計算中的殘差及監控物理參數未達到要求，重新調整修正一次瞬態計算；如果達到收斂要求(殘差、監控物理量的穩定性)，可進入下一步的噪聲計算；噪聲計算，啟動噪聲計算分析；流場及噪聲的計算分析及驗證，噪聲計算(二次瞬態計算)完畢后，提取需校核的物理參數進行數據精度分析，噪聲計算方法：把流動方程與波動方程解耦，采用FW?H聲比擬方法(Ffowcs?Williams Hawkings)求解。

技術領域

本發明涉及風機技術領域，尤其是涉及一種清掃車風機流致噪聲計算方法。

背景技術

隨著我國城市化的推進，城市道路衛生質量需求不斷提高，清掃車以機械化程度高、清潔效率好等優點成為城市環衛清潔的主力。噪音是各種不同頻率和強度聲波的無規律組合，噪音影響人的聽力、心血管疾病和神經系統功能，而清掃車作業環境通常道路、小區、廣場等人員密集場合，清掃車的作業噪聲成為清掃車設備的重要指標之一。

清掃車內的離心風機，是清掃車系統的主要動力源和噪聲源。由于空間尺寸、吸力、重量的限制，通常清掃車內的風機為前傾式高壓離心風機，風機葉片數多，轉速高，流場較為混亂，形成了較為嚴重的“射流-尾跡”。風機流場比較復雜。葉輪流道中，葉輪出口的沿周向氣體速度和壓力不均勻。葉片出口附近存在較為嚴重邊界層分離現象。葉片表面存在附面層，隨著葉輪旋轉，吸力面和壓力面附面層的結構和形態是不同的。葉片吸力側形成的低能流積聚的“尾跡區”，形成“射流-尾流”結構。尾跡區減少了流道有效通流面積，對風機性能形成產生不良影響，蝸舌與葉輪的距離較近，除了較強的旋轉噪聲外，還有寬頻噪聲。

清掃車的噪聲有流致噪聲、機械噪聲，而流致噪聲是主要噪聲源，流致噪聲的研究也是當前較為前沿的課題，也是難點。傳統的降噪方法是基于實驗測試數據出發，結合經驗進行判斷，輸出解決方案。但是受限于經驗和實驗條件，很多細節不容易被直觀捕捉，影響效率。計算流體力學(CFD)和計算氣動聲學(CAA)技術的發展大幅提高了產品設計和質量改善的效率，計算流體力學的基本方程為連續性方程和N-S方程，計算氣動聲學是基于計算流體力學發展起來的。CAA方法可以通過求解流體動力學方程直接得到聲波的產生和繁殖現象。聲波的預測需要控制方程時間精度的解，需要較高精度的數值求解方法(比如DNS,LES等)、非常精細的網格以及聲波非反射邊界條件，因此計算代價較高，不能滿足工程應用的需求。如果采用雷諾時均的計算方法，噪聲計算精度不能滿足要求。清掃車風機葉輪多數為前傾式，流場較為混亂，給流場以及噪聲計算的準確性和特性分析提出了要求，因此，怎么以較小的計算資源滿足清掃車風機流場及噪聲計算分析要求的算法是我們急需解決的問題。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提供一種清掃車風機流致噪聲計算方法，解決現有流致噪聲計算代價大,計算精度低的問題，可以有效的分析及研究清掃車風機的流場特性及噪聲特性，為風機的降噪研究提供了技術支撐。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種清掃車風機流致噪聲計算方法，包括以下步驟：

Step1：模型預處理，根據清掃車風機CAD圖紙，建立氣動計算三維預處理模型，1:1建模，風機的進出口均適當延長；

Step2：網格劃分，采用非結構網格劃分網格；

Step3：模型的建立，把劃分的計算網格導入CFD計算軟件，進行網格尺度檢查；

Step4：一次瞬態計算，在穩態計算收斂及監控參數基本滿足要求的情況下，以穩態計算為初始場，進行瞬態計算；

Step5：判斷，如果step4中的殘差及監控物理參數未達到要求，重新調整修正一次瞬態計算；如果達到收斂要求(殘差、監控物理量的穩定性)，可進入下一步的噪聲計算；