53、涡轮增压器气动声学改进与冷却系统轴流风扇设计优化

涡轮增压器气动声学改进与冷却系统轴流风扇设计优化

在汽车工程领域，涡轮增压器和冷却系统轴流风扇的声学性能优化至关重要。涡轮增压器废气门开启时产生的气动声学噪声，以及冷却系统轴流风扇运行时产生的音调噪声，都会对车辆的舒适性和整体性能产生影响。本文将详细介绍这两方面的研究和优化方法。

涡轮增压器气动声学改进

计算研究与优化

采用带有 Mohring 类比的混合方法来计算涡轮增压器废气门开启时的气动声学噪声。具体步骤如下：
1. 建立模型 ：开发了废气门与涡轮增压器“冷”端内部容积的三维模型和有限元模型。
2. 气体动力学计算 ：使用 Siemens Star CCM + 软件进行气体动力学（CFD）计算。
3. 噪声源密度计算 ：在 Actran（Hexagon/FFT）软件套件中，根据 Mohring 方法进行噪声源密度计算。
4. 声压分布计算 ：计算了 500Hz、1500Hz、2500Hz 和 3500Hz 频率下的声压分布。

为了降低气动声学噪声，使用了参数优化器，选择了以下变量：
- 废气门安装座边缘的倒圆半径（Rout）
- 废气门通道的相对直径（ΔD）
- 废气门通道底部边缘的倒圆半径（Rin）

目标函数是降低湍流粘度。通过分析 180 个变体，得到最佳设计参数为 Rout = 5.44mm，ΔD = 0.1mm，Rin = 0.1mm。

进行了对比气动声学计算，测量点位于进气管内距废气