一种高转速风机的降噪优化方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种高转速风机的降噪优化方法及系统，通过对电机内风扇叶片旋转产生的空气流动进行了数值模拟分析，结合风机性能及噪音结果，获取了经过优化后的风机尺寸参数。综合考虑效率和噪音，选用风机扇叶外径为90mm，风扇出口形状为锯齿形的叶片数为9的风扇。在保证风机性能的同时，有效降低旋转噪音。音。音。

【技术实现步骤摘要】
一种高转速风机的降噪优化方法及系统


[0001]本专利技术实施例涉及电机风扇降噪
，具体涉及一种高转速风机的降噪优化方法及系统。

技术介绍

[0002]电机高速旋转会产生强烈的BPF噪音，该噪音不但会提高系统整体噪音，而且会影响声品质。就风机扇叶而言，对转速影响最明显的风机扇叶参数是风机扇叶外径、叶片数及叶片形状，透平风机尺寸参数和性能及噪音的关系如下：
[0003][0004]式(1)中，Q为流量(L/s)；n为电机的转速(r/min)；P为压力(Kpa)；SPL为声压级(dB)；Z为叶片数；D2为风机扇叶的外径(m)。如何实现风机扇叶的优化来降低旋转噪音，是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术实施例提供一种高转速风机的降噪优化方法，以解决现有风机高速旋转会生成强烈噪音，影响声品质的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]根据本专利技术实施例的第一方面，提出了一种高转速风机的降噪优化方法，所述方法包括：
[0008]对风机进行3D建模并提取计算域；
[0009]对所述计算域进行划分网格并设置边界；
[0010]根据获取的网格文件，结合透平风机尺寸参数和性能及噪音的关系模型，对风机扇叶旋转产生的空气流动进行数值模拟分析，获取经过优化的风机尺寸参数。
[0011]进一步地，对风机进行3D建模并提取计算域，具体包括：使用UG软件对风机进行3D建模并提取计算域。
[0012]进一步地，对所述计算域进行划分网格并设置边界，具体包括：将模型导入Gambit软件对计算域划分网格、设置边界。
[0013]进一步地，根据获取的网格文件，结合透平风机尺寸参数和性能及噪音的关系模型，对风机扇叶旋转产生的空气流动进行数值模拟分析，获取经过优化的风机尺寸参数，具体包括：
[0014]将输出的网格文件导入Fluent软件进行数值模拟，选取RNGK
‑
ε求解器，设定流体物性及边界条件，最后进行迭代计算，收敛结果即为数值模拟的结果。
[0015]进一步地，透平风机尺寸参数和性能及噪音的关系模型为：
[0016][0017]其中，Q为流量；n为电机的转速；P为压力；SPL为声压级；Z为叶片数；D2为风机扇叶的外径。
[0018]进一步地，根据获取的网格文件，结合透平风机尺寸参数和性能及噪音的关系模型，对风机扇叶旋转产生的空气流动进行数值模拟分析，获取经过优化的风机尺寸参数，具体包括：
[0019]对叶片数、风机扇叶外径以及风扇出口形状分别进行模拟分析，结合风机性能及噪音结果，输出经过优化的叶片数、风机扇叶外径以及风扇出口形状。
[0020]进一步地，选用风机扇叶外径为90mm，风扇出口形状为锯齿形的叶片数为9的风扇。
[0021]根据本专利技术实施例的第二方面，提出了一种高转速风机的降噪优化系统，所述系统包括：
[0022]3D建模模块，用于对风机进行3D建模并提取计算域；
[0023]网格化处理模块，用于对所述计算域进行划分网格并设置边界；
[0024]模拟分析模块，用于根据获取的网格文件，结合透平风机尺寸参数和性能及噪音的关系模型，对风机扇叶旋转产生的空气流动进行数值模拟分析，获取经过优化的风机尺寸参数。
[0025]本专利技术实施例具有如下优点：
[0026]本专利技术实施例提出的一种高转速风机的降噪优化方法及系统，通过对电机内风扇叶片旋转产生的空气流动进行了数值模拟分析，结合风机性能及噪音结果，获取了经过优化后的风机尺寸参数。综合考虑效率和噪音，选用风机扇叶外径为90mm，风扇出口形状为锯齿形的叶片数为9的风扇。在保证风机性能的同时，有效降低旋转噪音。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0028]图1为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法的流程示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中风机模型及网格图；
[0030]图3为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中叶片数变更前后对比图；
[0031]图4为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中9叶片和7叶片风扇压力模拟结果；
[0032]图5为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中9叶片和7叶片风扇电机性能测试结果；
[0033]图6为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中9叶片和7叶片风扇电机噪音测试结果；
[0034]图7为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中电机不同直径风扇三维图；
[0035]图8为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中D95、D90和D85风
扇压力模拟结果；
[0036]图9为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中D95、D90和D85风量
‑
压力
‑
效率曲线曲线；
[0037]图10为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中D95、D90和D85风扇噪音测试结果；
[0038]图11为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中锯齿形风扇叶片及其尺寸示意图；
[0039]图12为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中量产和锯齿形模拟结果对比图；
[0040]图13为本专利技术实施例1提供的一种高转速风机的降噪优化方法中量产和锯齿形叶片噪音测试结果。
具体实施方式
[0041]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]实施例1
[0043]如图1所示，本实施例提出了一种高转速风机的降噪优化方法，该方法包括：
[0044]S100、对风机进行3D建模并提取计算域。
[0045]具体包括：使用UG软件对风机进行3D建模并提取计算域。
[0046]S200、对计算域进行划分网格并设置边界。
[0047]具体包括：将模型导入Gambit软件对计算域划分网格、设置边界。简化模型和网格图如图2所示。
[0048]S300、根据获取的网格文件，结合透平风机尺寸参数和性能及噪音的关系模型，对风机扇叶旋转产生的空气流动进行数值模拟分析，获取经过优化的风机尺寸参数。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高转速风机的降噪优化方法，其特征在于，所述方法包括：对风机进行3D建模并提取计算域；对所述计算域进行划分网格并设置边界；根据获取的网格文件，结合透平风机尺寸参数和性能及噪音的关系模型，对风机扇叶旋转产生的空气流动进行数值模拟分析，获取经过优化的风机尺寸参数。2.根据权利要求1所述的一种高转速风机的降噪优化方法，其特征在于，对风机进行3D建模并提取计算域，具体包括：使用UG软件对风机进行3D建模并提取计算域。3.根据权利要求1所述的一种高转速风机的降噪优化方法，其特征在于，对所述计算域进行划分网格并设置边界，具体包括：将模型导入Gambit软件对计算域划分网格、设置边界。4.根据权利要求1所述的一种高转速风机的降噪优化方法，其特征在于，根据获取的网格文件，结合透平风机尺寸参数和性能及噪音的关系模型，对风机扇叶旋转产生的空气流动进行数值模拟分析，获取经过优化的风机尺寸参数，具体包括：将输出的网格文件导入Fluent软件进行数值模拟，选取RNGK
‑
ε求解器，设定流体物性及边界条件，最后进行迭代计算，收敛结果即为数值模拟的结果。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雯晓，李娜，
申请(专利权)人：南京凌华微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：