(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111381982.X (22)申请日 2021.11.22 (71)申请人 江苏科技大学 地址 212100 江苏省镇江市丹徒区长晖路 666号 (72)发明人 王一博　周伟明　冯国增　韩罡　 栾付君　朱金堂　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 徐澍 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 布风器内部流道气动噪声强度与传播规律 的数值模拟方法 (57)摘要 本发明公开了一种布风器内部流道气动噪 声强度与传播规律的数值模拟方法。 通过建立布 风器内部流道几何模型， 对建立完成的几何模型 进行网格划分。 使用Fluent对布风器流道进行流 场与噪声分析， 对完成布风器内部流道的数值模 拟结果进行分析。 在结果分析中可以看出布风器 内部流道的噪声强度在各个频率的分布状况， 从 而对布风器工作状态下的噪声情况进行模拟， 从 而找到噪声产生原因并对布风器内部流道进行 结构优化， 降低噪声水平。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 114048660 A 2022.02.15 CN 114048660 A 1.一种布风器内部流道气动噪声强度与传播规律的数值模拟方法， 其特征在于， 包括 如下步骤： 步骤一： 根据布风器的结构尺寸， 使用三维建模软件建立布风器几何模型； 步骤二： 将所得到的布风器几何模型导入ANSYS软件进行内流道抽取与网格划分， 得到 网格划分后的布风器内部流道模型； 步骤三： 使用ANSYS网格划分完成的布风器内部流道模型， 根据布风器的工作状态， 设 置边界条件， 通过Fluent进行数值模拟， 得到气体在布风器内部流道的流动状态的数值模 拟结果； 步骤四： 使用ANSYS  Fluent中 的Acoustic模块对气体在布风器内部流道的气体的流动 状态进行声学分析， 得到布风器内部流道气动噪声数值模拟结果； 步骤五： 对得到的布风器内部流道气动噪声数值模拟结果进行分析， 通过分析获得布 风器内部流道气动噪声声源分布状况与各个频率的噪声强度； 根据分析的气动噪声分布状 况和各个频率噪声强度的结果， 进行气动噪声强度云图与各个频率噪声强度的绘制， 从而 预测得到布风器在工作过程中的气动噪声所导 致的结果。 2.根据权利要求1所述的布风器内部流道气动噪声强度与传播规律的数值模拟方法， 其特征在于， 步骤一所述的建立布风器几何模型 的具体内容和方法是， 通过三维建模软件 Solidworks进行布风器的模型建立， 使用拉伸、 旋转和 切除构建布风器的模型。 3.根据权利要求1所述的布风器内部流道气动噪声强度与传播规律的数值模拟方法， 其特征在于， 步骤二所述的进行内流道抽取与网格划分的方法和 步骤是： 先将已经建立完 成的布风器模 型文件导入ANSYS中， 通过Geometry模块， 构建半球模型后使用布尔运算进行 声场模型的建立， 然后将得到的声场模 型导入ANSYS中的Mesh模块进 行网格划分， 通过Mesh 中的相关设置， 使用总厚度边界层设置， 将布风器模型的边界层进 行网格细化设置； 再将外 部声场使用六面体网格设置， 将网格尺寸设置为1mm， 进行布风器外部声场的网格划分； 通 过精细高质量的网格划分保证数值模拟计算的精确性。 4.根据权利要求1所述的布风器内部流道气动噪声强度与传播规律的数值模拟方法， 其特征在于， 步骤三是通过选择进行数值模拟计算的模型， 保证计算的可信性； 在使用 ANSYS中的Fluent进行计算时， 通过多个模型的对比， 选择k ‑ε模型计算布风器内部空气流 动状态， 得到的流场数值模拟计算结果； 确定计算模型后， 通过设置不同的边界条件， 将不 同工况下的流场通过 数值模拟计算得到结果。 5.根据权利要求1所述的布风器内部流道气动噪声强度与传播规律的数值模拟方法， 其特征在于， 步骤四是使用ANSYS  Fluent中的Acoustic模块对各个工况下流体流动状态结 果进行分析， 通过使用LES模型对所得的流场进行分析， 通过对气体流动状态的分析， 从而 确定各个工况 下的气动噪声 声源与噪声强度， 进 而达到预测与控制噪声的目的。 6.根据权利要求1所述的布风器内部流道气动噪声强度与传播规律的数值模拟方法， 其特征在于， 步骤五是通过分析内部流道中的气体流动状态 得到的噪声声源与声压压强的 结果， 通过ANS YS的后处理模块， 从而具象化布风器在工作状态下气动噪声的产生情况和数 据化气动噪声的声压强， 从而直观的可以让设计人员了解气动噪声的分布状况与各个频率 的强度， 从而对布风器流道进行降噪优化。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114048660 A 2布风器内部流道气动噪声强度与传播规律的数值模拟方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种新型的空调末端装置气动噪声的预测方法， 尤其涉及 一种布风器 内部流道气动噪声强度与传播 规律的数值模拟方法， 属于空调设备降噪的领域。 背景技术 [0002]为了保障船员和旅客能有安静的工作和生 活环境， 20 12年5月国际海事组织(IMO) 海上安全委员会(MSC)批准了 《船上噪声等级规则》 对船舶不同区域的噪声限值的修订， 规 定1万吨以上船舶餐厅、 娱乐等区域的噪声不得高于60dB(A)， 居住舱的噪声限值 从60dB(A) 下调到55dB(A)。 [0003]而一般船舶的空调系统中噪声的种类主要为， 空调主机工作时所产生的噪声、 送 风过程中送风管道的振动噪声， 以及末端装置中由于气 体湍流所产生的涡旋而导致的气动 噪声。 其中第一种噪声主要在空调主机所在舱室产生， 在噪声传播过程中传播管道过长从 而导致船舶 主机噪声在到达居住舱室后的强度可以忽略不计， 第二种噪声 可以通过管道铺 设过程中使用挠性固定件以及在末端入风口增加隔音棉， 用来削弱噪声的产生与传播能 力， 因此第三种噪声是主要影响船舶居住舱室环境的一种噪声， 而对于这种噪声的预测与 削弱是极为重要的。 [0004]现阶段对噪声的主要预测手段是通过实验设计， 在静音室内部， 通过在人耳常在 位置设置传感器或在噪声源周围设置传感器， 来进行噪声强度的测量。 而通过本发明可以 使用数值模拟的方法， 在产品生产之前进行噪声的预测从而更好进行噪声控制 。 在建立准 确的布风器内部流道模型后， 通过声比拟法主要采用声比拟模型方法对布风器气动噪声进 行求解获得相关噪声数据， 并以宽频噪声模型作为声比拟模型的补充， 经过降噪处理后可 以更好的确保舱室的舒 适性与安静程度。 [0005]申请号为CN202011549822.7的发明专利 《便于调节出风方向的布风器》 提出了一 种可以改变送风方向的布风器， 但并没有涉及布风器的气动噪声影响； 申请号为 CN201510227007.1 的发明专利 《隔离式消 音布风器》 ， 提出了一种隔离消 声式布风器， 但其 并没有具体测定布风器的噪声强度， 也没有提供布风器噪声的预测方法。 发明内容 [0006]本发明目的是为了预测和模拟新型布风器内部气动噪声的声源位置与噪声强度， 获得布风器内部气动噪声的传播规律， 为布风器优化设计提供数据支撑。 本发明通过数值 模拟方法预测噪声声源位置， 通过模拟传感器位置， 测量布风器在人生活工作环境下 的噪 声强度。 [0007]为了达到上述目的， 本发明采用如下技 术方案： [0008]一种布风器内部流道气动噪声强度与传播规律的数值模拟方法， 具体包括如下步 骤： [0009]步骤一： 根据布风器的结构尺寸， 使用三维建模软件建立布风器几何模型；说　明　书 1/5 页 3 CN 114048660 A 3