离心风机气动噪声预报与控制
摘要
离心风机是一种广泛应用于各种工业领域的风机，其中气动噪声是最大主要噪声，
约占总噪声的50％。离心风机的内部流场极为复杂，数值模拟离心风机内部流场可以提
供深入分析离心风机噪声产生机理、降噪原理及方法的信息。随着环境噪声问题的日益
严重和政府噪声排放标准的提高，设计师们越来越重视降噪问题，对离心风机的声学性
能要求更高，因此对于离心风机气动噪声的预报与控制具有重要的研究意义。
本文采用数值模拟和实验测量手段开展离心风机气动噪声预报及其控制研究。以
CFD计算的瞬态数据为基础，通过FW-H方程将离心风机内部流场信息转化为声场信
息，得到离心风机管道内噪声监测点声压数据，通过傅里叶变换得到声压频谱和总声压
级。
(1)基于CFD数值计算方法对离心风机内部流场进行了数值模拟，获得了相应的流
场信息，从压力、速度、温度、涡量Q准则和流线等多个维度分析了风机流场结构和流
动损失，风机内流动复杂的区域与宽频噪声源模型下气动噪声声源集中分布的区域高度
重合。
(2)以CFD计算的瞬态数据为基础，通过FW-H方程将离心风机内部的流场信息转
化为声场信息，得到离心风机测试管道内各个噪声监测点声压数据的仿真值，通过傅里
叶变换和总声压级计算方法得到声压频谱图和总声压大小。实验测量和仿真计算得到的
噪声频谱趋势一致，以宽频噪声为主，离散噪声在低频段表现明显。基频、二次和三次
谐频处均有波峰，可能是叶片前缘与旋转轴之间的泄露流动所致。
(3)测量了离心风机进气、出气管道内的噪声，通过气动噪声测量结果与预报结果
的对比验证了数值模拟结果的准确性。
(4)建立了离心风机加装消声器的计算模型，从减噪量和插入损失角度分析消声器
的降噪效果。结果表明，消声器对于离心风机有明显的降噪效果，设计合理的消声器有
助于降低离心风机的气动噪声。
关键词：离心风机；气动噪声；计算气动声学；噪声控制；消声器
离心风机气动噪声预报与控制
ABSTRACT
Centrifugalfanisakindoffanwidelyusedinvariousindustrialfields,amongwhich
aerodynamicnoiseisthebiggestmainnoise,accountingforabout50%ofthetotalnoise.The
internalflowfieldofcentrifugalfanisextremelycomplex,andnumericalsimulationofthe
internalflowfieldofcentrifugalfancanprovideinformationforin-depthanalysisofthenoise
generationmechanism,noisereductionprincipleandmethodofcentrifugalfan.Withthe
increasinglyseriousenvironmentalnoiseproblemandtheimprovementofgovernmentnoise
emissionstandards,designerspaymoreandmoreattentiontonoisereductionandhavehigher
requirementsfortheacousticperformanceofcentrifugalfans,soitisofgreatresearch
significanceforthepredictionandcontrolofaerodynamicnoiseofcentrifugalfans.
Inthispaper,numericalsimulationandexperimentalmeasurementar