针对船舶通风空调系统的管道噪声问题,分别利用CFD进行流体动力学仿真和FEM进行声学有限元仿真分析,结果表明,管道气动噪声的生成原因是大量不规则湍流运动形成负压区并生成气流漩涡和回流,从而造成变化剧烈的压力脉动。模拟中以等效壁面偶极子声源的方式计算辐射噪声,通过分析出口的声压级频率响应判断管道气动噪声是噪声能量主要集中在中低频的宽频噪声,管道内流速和内部结构变化是影响噪声大小的主要原因。

以船用空调通风系统中多翼离心式风机为对象,建立风机内部流体三维建模,采用CFD软件进行稳态与非稳态计算。将得到的风机内部流场结果导入LMS Virtual. Lab声学软件中进行噪声预估,同时与实验结果对比,验证风机气动噪声计算的准确性。根据分析得知,风机气动噪声主要噪声源位于叶轮处并且与其内部流场分布和自身结构密切相关。对于已经投入生产的风机,很难对其主要结构包括蜗壳、叶轮、叶片尺寸等进行改造,只能对其局部结构进行二次设计以实现降噪的目的。探索采用叶片穿孔设计,通过设置合理穿孔参数,在不改变其性能条件下,减少叶片周围涡流脱落进而使得叶片表面压力脉动降低,达到降低风机气动噪声的目的。