旋渦風機殼體聲輻射計算方法

        隨著燃料電池轎車產業不斷地推進，其在NVH方面的表現受到越來越廣泛的關注。空氣輔助系統內旋渦風機的葉片噪聲作為燃料電池轎車的主要噪聲源之一，其傳播途徑除了通過旋渦風機進出口進行傳播之外，更多的是通過風機殼體向周圍進行輻射。當前針對風機葉片噪聲和殼體聲輻射的研究，大多基于多個商業軟件聯合數值仿真，還未有一套集成軟件對其進行數值計算。在此背景下，東莞九洲風機就以旋渦風機為研究對象，利用相關數學和聲學理論，快速得出了優化結構參數。

        集成軟件功能分為三個部分，首先為葉片氣動載荷計算：基于面元法理論，在考慮旋渦風機內部特有的螺線型流動形式的基礎上，建立旋渦風機葉片氣動載荷計算模型。后將計算模型應用到現有一款旋渦風機中，通過與CFD仿真結果比對，確定理論模型的準確性和有效性，這為之后葉片噪聲的理論計算提供了可靠依據。另外，計算時間相比于CFD計算有了大幅度提升。

        其次為葉片噪聲計算：基于Farassat對FW-H聲波波動方程所改進的計算方法，將之前通過理論計算所得到的葉片氣動載荷以及現有風機葉片尺寸作為輸入，計算獲得多處監測點的聲壓時域曲線以及相應的聲壓頻譜圖，計算結果均能很好的體現旋渦風機通過頻率處的峰值。另外對各監測點計算結果進行比較，得到了徑向聲壓遠大于軸向聲壓的結論。

        第三部分是殼體聲輻射計算：通過對風機殼體的簡化，結合邊界元數值計算理論，對葉片噪聲激勵下殼體聲輻射進行計算。后與試驗結果對比，驗證了計算模型的有效性和準確性。從而完成了從氣動載荷生成到最后殼體聲輻射的集成計算，體現出集成軟件快速預測的特色與優勢。

        最后基于集成軟件，九洲風機了解到風機葉片的幾何參數——葉片數目、葉片厚度、葉片寬度、葉片彎角對風機殼體聲輻射的影響。單因素分析表明：葉片厚度對殼體聲輻射影響不大，而葉片數、葉片寬度和葉片彎角對殼體聲輻射均有一定影響。