Page 168 - 《应用声学》2021年第3期

486 2021 年 5 月

100 Hz、200 Hz和300 Hz附近的振速均方值。图10 优化后，散热片高度为 H = 0.4979 m，为保持
是优化散热片宽度的解和种群平均值的变化。 总面积不变，正背面和左右侧面散热片宽度优化
后分别对应为 FF = 0.23 × 0.45/H = 0.2079 m，
100
2
FF=0.23 FL = 0.16 × 0.45/H = 0.1446 m，min⟨¯v ⟩ e 为
n
FF=0.2494
80
52.87 dB。图12为结构在优化前后的表面结构振速
૝ᤴکவϙ/dB 60 速均方值的峰值，而且还降低了 100 Hz、200 Hz 和
均方值，很明显地抑制了低频的前几个表面结构振
40
300 Hz 频率附近的振速均方值。表明通过优化散
热片的高度，能有效地降低变压器表面结构的均方
20
速度。
0
0 50 100 150 200 250 300
80
ᮠဋ/Hz
70
图 9 优化散热片宽度的振速均方值
60
Fig. 9 Mean square velocity of the optimized fin
ܦҪဋጟ/dB 40
width 50
90
85 መᏆࣱکϙ 30
ᝍᄊԫӑ FF=0.23
20
80 FF=0.2494
75 10
0 50 100 150 200 250 300
ᤠऄए 70 ᮠဋ/Hz
65 图 11 优化散热片宽度的声功率
60 Fig. 11 Sound power of the optimized fin width
55
100
50
0 5 10 15 20 25
H=0.45
̽஝
80 H=0.4979
图 10 优化正背面散热片宽度的解和种群平均值的
૝ᤴکவϙ/dB
变化 60
Fig. 10 Best fitness and mean fitness of the opti-
mized fin width 40
为验证优化方法对于降低辐射声功率的可行 20
性，将优化散热片后的表面振动响应作为声学边界
0
条件进行声学仿真，计算得到优化后的辐射声功率 0 50 100 150 200 250 300
ᮠဋ/Hz
如图 11所示，优化后的散热片明显降低声功率的峰
值，达到降低声辐射的效果。表明结构表面法向均 图 12 优化散热片高度的振速均方值
方速度最小为目标函数是可行的，优化后的散热片 Fig. 12 Mean square velocity of the optimized fin
可以降低一定频率范围内的辐射声功率。 height

3.3 散热片高度对声辐射的影响 3.4 散热片厚度对声辐射的影响
在散热片高度优化分析中，为保持散热片结构 在声辐射优化分析中，假定散热片结构的总
的总面积不变，改变高度，散热片的宽度也随之改 面积保持不变，将散热片厚度参数定义优化后，在
变。将散热片高度 H 参数定义为设计变量，在这种 这种优化模式中，只改变散热片的厚度 T，并满足
优化模式中满足正背面和左右侧面散热片的高度 0.0009 m 6 T 6 0.0025 m，在采用 ANSYS 进行结
相同，H 不会超出油箱并满足0.35 m 6 H 6 0.5 m。 构优化分析时，通过设置实常数改变散热片厚度。