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空调通风/降噪解决方案 ANSYS-CHINA 成都办事处 2007-01-15 添加标题 摘要 • 空调通风/降噪解决方案 • 空调通风/降噪分析实例 • 产品特点 ICEMCFD 和FLUENT 添加标题 空调通风/降噪解决方案 添加标题 空调通风关心的问题 通风问题，我们可能关心： • 通风量（风道阻力/压损） • 风口/风道/房间的流场、温度场 • 风道设计布局对空调通风性能的影响（参数优化） 添加标题 空调通风解决方案 分析空气在空调风道、空调房间内的定常/非定常流 动情况，从流场结果中可获得空间任何区域的流场、温度 场、压力场等，由此便可进行空调通风性能的优化设计。 解决方案：ICEMCFD+FLUENT 流场/温度场分析 添加标题 空调噪声的产生 噪声是空调的一项重要性能指标，它的大小不仅 影响空调环境舒适性，而且直接影响空调使用寿 命。搞清空调噪声产生的根源是降噪的基础。从 声学角度来看，空调噪声产生于以下几方面： • 流体流动噪声 • 机械振动噪声 • 流致振动噪声 添加标题 • 流体流动噪声：空气在空调风道及空调房间的流动过 程中，会由于流动的不稳定而产生压力波动，从而产生 噪声。如：风扇的转动，会引起周围空气压力的周期性 波动而产生噪声，包括叶片与周期性来流的相互作用引 起的旋转噪声、叶片尾迹流动引起的涡声；风道中的涡 舌、导流片会产生涡声；空气从风道进入空调房间会产 生喷流噪声；湍流压力脉动的自然发声等等。流动噪声 与风扇结构、风扇与风道的匹配等有关。 添加标题 • 机械振动噪声：压缩机、风扇等机械运动时会产生振 动，从而引起空调机的振动，这种振动在空气中传播即形 成噪声。这种噪声与振源（压缩机、风扇）的振动及结构 的自振频率有关。 添加标题 • 流致振动噪声：如前所述，空调气体在流动过程中，其 压力波动会产生流动噪声，不仅如此，这种波动的非定常 压力作用于空调结构之上，会引起结构的振动，从而导致 噪声；反过来，结构的振动也可能影响空气的流动，所以 流致振动噪声是流体—结构耦合作用。 添加标题 空调噪声解决方案 • 降低空调机械振动 结构振动分析 • 降低流动噪声 流场分析 • 降低流致振动噪声 流固耦合分析 添加标题 流场分析 分析空气在空调风道、空调房间内的非定常流动情况， 从流场结果中可获得空间任一点的压力波动情况，由此 便可得到该点的声压级、声强等声学参数。所以，流动 噪声的分析，关键是获得精确的瞬时压力场。由于流动 噪声是宽带噪声，其中高频成份很大，要精确获得这些 高频的压力波动，对计算精度有很高的要求。需要高精 度并且快速稳定的CFD求解器。 解决方案：ICEMCFD+FLUENT 流场分析 添加标题 结构振动分析 分析空调结构在压缩机、风扇等振动激励下的振 动情况。为避免结构产生严重的振动，应使结构的自 振频率远离激振频率，如风扇频率转动，气流脉动频 率（下面讨论），避免共振。为此，在空调结构设计 时，需对结构进行模态分析，优化结构的自振频率， 减小结构振动，从而最终降低噪声。 解决方案：ANSYS 动力学分析 添加标题 流固耦合分析 分析空调结构在风道流场内非定常压力作用下的结 构振动情况。如：风道内流场的压力波动引起结构的振 动，从而导致空调房间内的噪声；再如：流场的压力会 导致叶片结构变形，而结构的变形又会反过来导致流场 的流态（包括压力）发生变化。ANSYS+CFX可以方便完 成流固之间分析，自动实现数据传递。