非均布汽车冷却风扇噪声实验及数值研究

罗来彬，吴亚东,2，彭志刚,3，欧阳华,2

(1.上海交通大学 机械与动力工程学院, 上海200240；2.燃气轮机与民用航空发动机教育部工程研究中心，上海200240；3.上海博泽电机有限公司，上海201801)

汽车风扇是汽车发动机冷却系统的重要组成部分，对充分发挥发动机的性能和延长其使用寿命至关重要。随着人们生活水平的不断提高，对汽车产生的噪声要求越来越严格。发动机是汽车主要噪声源之一，而发动机主要的噪声源是汽车冷却风扇[1]。因此如何快速、有效地预测汽车风扇产生的噪声，从而指导汽车的降噪设计是一个亟待解决的问题。

汽车风扇产生的噪声从频谱上看，主要分为离散噪声与宽频噪声。宽频噪声主要是由叶片表面的湍流边界层和尾缘涡脱落以及来流的不均匀性产生[2]。离散噪声主要是由动叶运动的压力场和气动干涉引起的叶片脉动力变化所产生[3]。文献[4-5]在不考虑换热器的影响下，对单独的汽车冷却风扇进行了研究，在CFD 计算的基础上，采用半经验公式计算风扇宽频噪声。此外，文献[6-7]通过提取均匀来流下，CFD计算的叶片表面力，利用移动点力模型计算离散噪声。但是，实际工作环境下，换热器对汽车风扇的影响不可忽略。而且，随着汽车风扇的不断发展，单独针对汽车风扇的离散噪声或宽频噪声的预测模型，不能很好地反映出实际情况。近年来，文献[8-10]考虑了换热器对汽车风扇噪声的影响，将换热器作为多孔介质模型，通过LBM方法结合声类比理论对汽车风扇噪声进行预测，然而，采用该方法计算噪声是基于LBM非稳态计算结果，需要耗费大量计算资源和时间。……