风机气动噪声设计与仿真

目　　录

　 前言
第1章　数学基础
1.1　坐标系 2
1.1.1　直角坐标系 2
1.1.2　圆柱坐标系 2
1.1.3　球坐标系 2
1.1.4　空间坐标变换 3
1.1.5　时频变换 3
1.2　矩阵和张量 4
1.2.1　矩阵是什么 4
1.2.2　应力张量 6
1.3　数学求解方法 7
1.3.1　微分方程 7
1.3.2　格林函数 10
1.3.3　无穷级数 15
1.3.4　傅里叶变换 18

第2章　风机基础
2.1　翼型理论 24
2.2　翼型噪声分类 26
2.2.1　边界层噪声 26
2.2.2　叶尖噪声 29
2.2.3　尾缘噪声 31
2.3　旋转机械 32
2.3.1　欧拉公式 32
2.3.2　叶片设计方法 34
2.4　风机性能曲线 42
2.5　风机噪声分类 43
2.5.1　风机来流噪声 44
2.5.2　风机翼型噪声 45
2.5.3　风机叶尖噪声 48

第3章　湍流和漩涡
3.1　经典流体力学 50
3.1.1　无黏流体方程 51
3.1.2　黏性流体方程 54
3.1.3　边界层方程 56
3.2　分子动理论 58
3.2.1　粒子动力学 58
3.2.2　压力和速度 59
3.2.3　分布方程 60
3.2.4　玻耳兹曼方程 61
3.3　湍流求解 64
3.3.1　雷诺平均模型 64
3.3.2　大涡模拟模型 66
3.3.3　分离涡模型 69
3.4　漩涡 70

第4章　气动噪声
4.1　振动和波动 73
4.1.1　简谐振动 73
4.1.2　一维波动方程 75
4.1.3　空间声波方程与求解 77
4.1.4　湍流波和声波 79
4.2　气动噪声声类比方法 80
4.2.1　声类比方法 80
4.2.2　涡声理论 82
4.2.3　声类比方法求解 83
4.3　气动噪声预测技术 84
4.3.1　翼型噪声分类求和 86
4.3.2　流场仿真物理量判定 86
4.3.3　混合CAA 方法 87
4.3.4　直接CAA 方法 88

第5章　混合CAA方法应用
5.1　轴流风机建模 90
5.1.1　子午面定义 91
5.1.2　叶片角定义 94
5.1.3　叶片厚度定义 100
5.1.4　叶片模型输出 101
5.1.5　风机模型制作 104
5.2　流场仿真计算 104
5.2.1　网格划分 105
5.2.2　稳态计算 114
5.2.3　瞬态计算 121
5.2.4　流场结果 127
5.3　声场仿真计算 135
5.3.1　声学建模 135
5.3.2　声传播求解 140
5.3.3　声学后处理 154
5.3.4　声学结果对比 158


第6章　直接CAA方法应用
6.1　软件介绍 162
6.2　算例设置 165
6.2.1　公式脚本 166
6.2.2　软件设置 169
6.3　结果分析 175
6.3.1　平均流场分布 175
6.3.2　瞬态流场分布 178
6.3.3　声学统计分析 181
6.3.4　噪声源分析 187
参考文献 192