ACTRAN 在工業(yè)機(jī)械與家用電器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2016-11-17 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

噪聲級(jí)是設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)械(如風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)、變壓器等)和家用電器(如音響、冰箱、空調(diào)、洗碗機(jī))必須考慮的一個(gè)問題,其噪聲級(jí)必須控制在政府法規(guī)允許的范圍內(nèi)。
在這里我們以風(fēng)機(jī)為例說明ACTRAN在工業(yè)機(jī)械及家用電氣噪聲模擬方面的獨(dú)有優(yōu)勢。

風(fēng)機(jī)的主要噪聲構(gòu)成
從風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理看,主要由旋轉(zhuǎn)噪聲(氣壓脈動(dòng))、渦流噪聲(紊流噪聲)和機(jī)械噪聲組成。
旋轉(zhuǎn)噪聲是工作輪旋轉(zhuǎn)時(shí),輪上的葉片打擊周圍的氣體介質(zhì),引起周圍氣體的壓力脈動(dòng)而形成的,對(duì)于給定的空間某質(zhì)點(diǎn)來說,每當(dāng)葉片通過時(shí),打擊這一質(zhì)點(diǎn)氣體的壓力便迅速起伏一次,旋轉(zhuǎn)葉片連續(xù)地逐個(gè)掠過,就不斷地產(chǎn)生壓力脈動(dòng),造成氣流很大的不均勻性,從而向周圍輻射噪聲。
渦流噪聲又稱為紊流噪聲。它主要是氣流流經(jīng)葉片界面產(chǎn)生分裂時(shí),形成附面層及漩渦分裂脫離,而引起葉片上壓力的脈動(dòng),輻射出一種非穩(wěn)定的流動(dòng)噪聲。

由于渦流噪聲的頻率,主要取決于葉片與氣流的相對(duì)速度,而相對(duì)速度又與工作輪的圓周速率有關(guān),圓周速率是隨著工作輪各點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸軸心距離而連續(xù)變化的。
風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性噪聲是旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲相互混雜的結(jié)果;機(jī)械噪聲主要是通過風(fēng)機(jī)的機(jī)殼向周圍輻射。

風(fēng)機(jī)噪聲模擬

對(duì)于風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲,采用ACTRAN Vibro-Acoustics來模擬,它在模擬風(fēng)機(jī)機(jī)械噪聲時(shí)具有以下優(yōu)勢:
● 完全真實(shí)的噪聲激勵(lì),包括機(jī)械載荷激勵(lì)如偏心、動(dòng)不平衡,以及湍流邊界層激勵(lì)。
● 基于有限元和無限元技術(shù),能夠同時(shí)準(zhǔn)確模擬近場和遠(yuǎn)場噪聲。
對(duì)于風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲,由于ACTRAN Aero-Acoustics能夠同時(shí)模擬旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲,更近一步,在ACTRAN Aero-Acoustics環(huán)境下允許使用ACTRAN家族所有功能,因此,令人興奮的是ACTRAN同時(shí)模擬氣動(dòng)和機(jī)械噪聲,得到綜合的噪聲級(jí)。

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