Page 56 - 《应用声学》2021年第2期

224 2021 年 3 月

Տ൦ៈฉ٪ܦᮠ៨ 15 mm，修改为一段大圆弧半径 35 mm 及半径为
120
ԍܧื᥋ܦູ 10.4 mm 的小圆弧进行组合，同时对应修改优化压
100 6᫽
4᫽ Ձᣃื᥋ܦູ
2᫽ 壳与叶轮的轮缘配合型线，使进气气流在叶轮流道
80
60 3᫽ 5᫽ 内的过度更为顺滑，减少气流在流动过程中的压力
ܦԍጟ/dB 40 脉动与加快气体流出后的漩涡释放。在仿真计算结
20
0 果中，该方案有效地降低了该同步谐波噪声的成分。
图 11 为声学仿真优化方案与原方案的叶轮噪声对
-20
-40 比云图。由图 11 知，优化后的叶轮噪声分布云图相
-60 较于原方案 (图 7)，叶轮轮缘处的声压级由最大值
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
ᮠဋ/kHz 166 dB降低至151 dB，并且优化方案在整个叶片轮

图 6 压壳声源与叶轮声源的声场频谱 缘与压壳配合处，声压基本分布集中在 147 dB，而
原方案的叶轮轮毂与压壳配合处的噪声分布主要
Fig. 6 Sound field frequency spectrum on stator
and rotor 集中在 166 dB。相较于原方案，大部分区域降低了
声压级19 dB。
ܦԍࣨϙ/dB
172
167 नݽ٪ܦ͖ӑ
161
156
151
145
140 Ձᣃˁԍܧʼ፥᝺ᝠ
135
129
124
119 ܦߦ͌ᄾ ˀ໘ᡜ
113
108 ᜶ර
103
٪ܦྲढ़ˁԔவವඋᣗ
图 7 4000 Hz 时叶轮声源下的压气机噪声分布
Fig. 7 Noise distribution on compressor under
ˀ໘ᡜ᜶ර
compressor wheel as sound source at 4000 Hz ఻ҫನ఻ᤉᛡ฾ត
ܦԍࣨϙ/dB ˀ໘ᡜ᜶ර ԧү఻ভᑟܭ฾
98.1
94.7
91.3
88.0
84.6 ፇౌ٪ܦ͖ӑ
81.2
77.8
74.4 图 9 优化流程
71.0
67.6
64.2 Fig. 9 Modified process
图 8 4000 Hz 时压壳流道声源下的压气机噪声分布
Fig. 8 Noise distribution on compressor under com-
R
pressor housing flow as sound source at 4000 Hz
R
R⊲
3 同步谐波噪声优化
͖ӑᦊͯ
参考上述仿真结果，主要对叶轮轮缘与压壳之
图 10 叶轮优化示意图
间的配合型线、叶轮的叶片形状进行了反复迭代优
Fig. 10 Diagram of modified compressor wheel
化。优化的流程如图9所示。
经过多轮迭代与优化，最终通过优化叶轮轮缘 图 12 为优化方案与原方案的噪声对比测试结
弧线：减小叶轮大径 0.02 mm。图 10 为叶轮优化前 果。由图 12 可知，采用优化方案后，4000∼8000 Hz
后的二维对比图，优化部位的虚线代表优化的部 处的同步谐波噪声频谱已消失，谐波噪声幅值较原
位。主要采用的方法为：将图 10 中的原来圆弧半径 方案最大降低约15.3 dB(A)。频谱中仅存在常见的