风洞风扇的低噪声桨叶设计

摘要

风扇噪声是连续式风洞最主要的噪声源。高噪声流场不仅影响实验结果的可靠性和精确性，而且还会带来严重的噪声污染。因此，对风洞风扇桨叶进行低噪声设计研究是尤为重要的。本文采用工程估算法、CFD数值仿真方法和试验方法来研究风洞风扇桨叶的低噪声设计问题，对风洞风扇噪声进行分析，探寻工程中低噪声桨叶设计的实用方法。
　　根据风洞风扇设计的基本理论，以RAF-E叶片为基础，进行了风洞风扇的基础叶型设计和制造。应用工程估算方法计算风扇的气动噪声，分析叶片数B、弦长C和稠度等参数对气动噪声的影响。通过修改叶型尾缘厚度，研究叶型尾缘厚度对风洞风扇的气动性能和噪声水平的影响。应用CFD数值仿真计算软件，对某风洞动力段模型进行了气动噪声计算，得到了以基础叶型和改型叶型为基础的两组风扇在四个特征转速下的气动和噪声数据。设计轴流式风扇噪声测量实验，通过实验测得的声压级数据结果与CFD数值仿真计算结果进行比较，来验证CFD数值仿真计算结果的准确性和有效性。
　　通过本文的工程估算法、CFD数值仿真计算方法及风扇噪声测量实验的研究，总结出了能够用于工程实践的数值仿真计算方法，对风洞风扇桨叶进行低噪声设计研究具有十分重要的意义。