孔型及倾斜角对穿孔叶片气动和噪声特性的影响

王善彬， 杨爱玲,2,3， 李国平， 陈二云,2， 邬长乐

（1.上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093；2.上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093；3.上海出版印刷高等专科学校，上海 200093；4.上海船舶设备研究所，上海 200031）

作为通风散热设备，通风机广泛应用于暖通、计算机、家用电器等领域，其气动噪声成为影响室内噪声品质的重要因素。相关研究表明，叶片尾缘噪声是通风机的主要气动噪声源之一[1]，可采用锯齿结构尾缘[2-4]、自由变形参数[5]、刷状尾缘[6]和多孔表面[7]等方法进行抑制。

1972年，Chanaud等[8]以降低流体动能向声能转化效率为目的，采用多孔叶片来降低风扇噪声。实验证明多孔叶片可以降低A计权声压级5 dB左右。1979年，Howe[9]对刚性壳体穿孔表面流体脉动进行理论分析，从理论角度证实了多孔尾缘降低噪声的可能性。Geyer等[10]实验测量了多孔渗透叶片的气动噪声，证明渗透性表面可以降低尾缘气动噪声，但是会降低升力、增加阻力，使叶片气动性能损失较大。刘汉儒等[7]以NACA0012叶片为基体，在距离尾缘0.07～0.15倍弦长处设置多孔区域，通过数值模拟手段，研究不同攻角下叶片的流动和气动噪声特性。结果发现：多孔尾缘在较大攻角（失速前）、低于1 000 Hz的频率范围时能降低叶片噪声4 dB左右；和原叶片相比，多孔叶片空气动力学性能（升阻比）损失可达8%。马扬等[11]研究了叶片尾缘双穿孔孔径、穿孔位置对叶片性能的影响，结果表明，在小攻角下，尾缘双穿孔叶片升阻比较原叶片有明显的提升，且相较于原叶片噪声最高可降低10 dB。……