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汽车供暖通风与空气调节系统的气动噪声和降噪技术综述

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交通运输工程学报 2025年

作者：方亦陈婕妍李百成赵永吉孙亚轩比亚迪汽车工业有限公司基础科学研究院

针对汽车供暖通风与空气调节系统的气动噪声问题，从行业基准管道、实体风道、空调系统自由场运行和空调系统车内运行4个方面，介绍了当前车载空调气动噪声的研究现状和研究成果；分析了空调系统气动噪声源和产生机理；针对空调系统的... 详细信息

针对汽车供暖通风与空气调节系统的气动噪声问题，从行业基准管道、实体风道、空调系统自由场运行和空调系统车内运行4个方面，介绍了当前车载空调气动噪声的研究现状和研究成果；分析了空调系统气动噪声源和产生机理；针对空调系统的关键部件，探讨了其降噪措施；展望了未来的研究方向和发展趋势。研究结果表明：汽车空调噪声的主要声源为表面偶极子声源，主要分布在风机叶轮、蜗壳、扩散段、风道、风门以及出口格栅处。风机所产生的噪声包括叶轮旋转引起的单频噪声以及由于叶片旋转导致气流与周围蜗壳等固体表面撞击形成的宽频噪声，可通过叶轮和蜗舌结构优化、吸声材料铺设、主动降噪技术等方式进行噪声控制；除了来自于上游风机箱体产生的传播噪声，风道自身也会产生气动噪声，其主要由内部弯角和截面变化等产生流动分离或涡流造成，可通过优化风道构型以平顺气流和减小局部压力损失、使用吸声材料或结构提升管道传递损失、采用主动降噪技术抵消原有噪声，以进行风道降噪；出风口处气流撞击风门和格栅，产生噪声并直接向人耳处辐射，调整出风口形状、设计仿生格栅以及在出风口布置主动降噪装置均有助于噪声降低；此外还可通过调整整车内饰材料以获得更佳的声环境，提升听感体验。

关键词：汽车工程气动噪声数值模拟试验测试供暖通风与空气调节系统噪声控制

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超声速单/双矩形喷流气动噪声数值研究

航空学报 2025年

作者：查君培陈保吴飞李伟鹏上海交通大学航空航天学院中国航发沈阳发动机研究所

矩形喷管因其优异的推力矢量控制和隐身性能在军用飞机设计中日益受到重视，而双喷流耦合干扰是一个很有吸引力的气动声学问题，其噪声特征和发声机理仍不十分明确。本文采用高精度数值格式和隐式大涡模拟方法，对超声速欠膨胀单/双矩... 详细信息

矩形喷管因其优异的推力矢量控制和隐身性能在军用飞机设计中日益受到重视，而双喷流耦合干扰是一个很有吸引力的气动声学问题，其噪声特征和发声机理仍不十分明确。本文采用高精度数值格式和隐式大涡模拟方法，对超声速欠膨胀单/双矩形喷流开展数值仿真研究，预测的单喷流流声特性与实验结果吻合较好。研究结果表明，当双喷流间距为3.5h时，双喷流相互作用对喷流内部结构与剪切层发展的影响并不显著，但单/双喷流总声压级分布和声指向特征存在明显差异,与单喷流相比，双喷流啸声频率略微减小，啸声强度有较大幅度提升。采用傅里叶模态分解和谱本征正交分解提取流场相干结构，单喷流中呈现螺旋模态，而双喷流中切换为沿短轴方向的摆动模态，且两喷流摆动相位同步。模态分析进一步指出了啸声频率和强度上的变化与声源位置偏移的关联。

关键词：矩形喷管双喷流耦合气动噪声谱本征正交分解大涡模拟

展向波纹杆件的气动阻力与气动噪声协同优化研究

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噪声与振动控制 2025年 44-51页

作者：刘海涛王文宇周新李鹏高肖乾华东交通大学机电与车辆工程学院清华大学苏州汽车研究院

展向波纹杆件具有良好的减阻降噪效果，但尚缺乏杆件结构参数优化设计方法。基于多学科协同优化方法，以气动阻力与气动噪声为目标，对展向波纹杆件的波长和波纹幅度结构参数进行协同优化。基于Realizable k-ε模型与随机噪声的产生和... 详细信息

展向波纹杆件具有良好的减阻降噪效果，但尚缺乏杆件结构参数优化设计方法。基于多学科协同优化方法，以气动阻力与气动噪声为目标，对展向波纹杆件的波长和波纹幅度结构参数进行协同优化。基于Realizable k-ε模型与随机噪声的产生和辐射（Stochastic Noise Generation and Radiation,SNGR）模型，建立杆件流场与声场的数值仿真模型。结合拉丁超立方取样及样本点结构的数值仿真结果，构建克里金代理模型，并运用协同优化算法，进行双目标协同优化，寻求最优展向波纹结构参数，并通过仿真验证。研究结果表明：展向波纹杆件的气动噪声和气动阻力无法同时达到最优；双目标协同优化后模型的气动阻力系数1.743，较初模型下降1.59%，总声压级103.64 dB，较初模型下降4.66%，从而达到均衡的降噪减阻效果。

关键词：声学展向波纹杆件气动阻力气动噪声克里金代理模型协同优化

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自通风永磁同步电机的气动噪声优化

中国机械工程 2025年第1期36卷 18-28页

作者：孙艳红庞聪张伟张成邱毅郑旭浙江大学能源工程学院杭州310027 中车永济电机有限公司西安710016

为准确预测和优化自通风永磁同步电机(SVPMSM)高转速下的气动噪声特性,采用计算流体力学与Lighthill声类比相结合的方法对电机气动噪声进行了仿真计算,其中,采用RNG k-ε模型和大涡模拟对电机内流场进行仿真计算,在此基础上利用Lighthil... 详细信息

为准确预测和优化自通风永磁同步电机(SVPMSM)高转速下的气动噪声特性,采用计算流体力学与Lighthill声类比相结合的方法对电机气动噪声进行了仿真计算,其中,采用RNG k-ε模型和大涡模拟对电机内流场进行仿真计算,在此基础上利用Lighthill声类比法进行声学求解,并通过试验进行验证。建立无风道的简化模型研究了风扇不同结构参数对气动噪声的影响,利用整机仿真模型研究了风道膨胀腔结构对气动噪声的影响。研究结果表明,电机在4250 r/min转速下整机仿真计算的气动噪声声功率级与试验值的差距为0.6 dB(A),表明仿真模型能够有效预测电机气动噪声。电机优化研究发现,风扇内半径大小和叶片弯曲弧度的变化对风扇流场结果影响较小,因而气动噪声相差不大;相比于叶片数量较少、叶片不等距排布,叶片数量较多、叶片等距排布时有更好的声学特性;在电机风道中加入膨胀腔对电机噪声的低频有较好的降噪效果,加入长度为94.4 mm的膨胀腔比长度为134.4 mm的膨胀腔有更低的声功率级,同时,风道内设置两个膨胀腔比只设置一个膨胀腔有更好的降噪效果。

关键词：永磁同步电机气动噪声计算流体力学 Lighthill声类比

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超导磁浮列车明线与隧道内气动噪声仿真研究

铁道科学与工程学报 2025年第02期 485-495页

作者：贺义杨成杨志刚袁思齐卢鑫源中车长春轨道客车股份有限公司中南大学交通运输工程学院中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心

超导磁浮列车运行时马赫数接近0.5，气动噪声占据主导地位，当列车全速穿越隧道时，其近壁面气动激扰急剧增加。基于大涡模拟和N-S方程，对600 km/h超导磁浮列车在明线及横截面积79 m2的隧道工况下进行数值模拟研究，分析列车近壁面流... 详细信息

超导磁浮列车运行时马赫数接近0.5，气动噪声占据主导地位，当列车全速穿越隧道时，其近壁面气动激扰急剧增加。基于大涡模拟和N-S方程，对600 km/h超导磁浮列车在明线及横截面积79 m2的隧道工况下进行数值模拟研究，分析列车近壁面流场扰动结构、车体表面气动噪声源分布及车内噪声在明线、隧道工况下的差异。结果表明：明线、隧道工况下超导磁浮列车周围的气动激扰主要分布在列车车顶两侧，尾车流线型与尾流区，隧道工况下列车周围与尾流区的气动激扰显著增强；明线与隧道工况下偶极子噪声源较强的区域主要位于超导线圈后方、中车车顶两侧及尾车流线型区域，隧道工况下列车各部件等效声源声功率增长幅度不一致，中车1～6、尾车非流线型及尾车流线型等效声源声功率较明线工况增长幅度依次约为7.8倍、8.3倍、10.27倍、8.8倍、12.15倍、12.19倍、7.68倍、12.03倍；整车与不同部件等效声源声功率频谱曲线均表现出宽峰特征，隧道工况下列车在全频段，尤其是125～5 000 Hz范围内的偶极子噪声能量较明线工况显著增加，表面声源声功率峰值频率增大，隧道工况下160 Hz离散次峰的偶极子噪声主要源于轨道凹腔内气动激扰冲击车底而产生的表面脉动压力。受活塞效应影响，相较于明线工况，超导磁浮列车隧道工况下车内噪声水平显著提升，明线、隧道工况下最大车内噪声均在尾车区域获得，车内噪声峰值依次为82.5 dB（A）、97.7 dB（A）。研究成果为隧道工况下超导磁浮列车气动声学优化设计提供了参考。

关键词：大涡模拟超导磁浮列车气动噪声隧道明线

高速铁路动车组受电弓区域气动噪声降噪优化设计方案

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城市轨道交通研究 2025年第2期28卷 62-66,71页

作者：余永革王成涛高阳于婉艺马常付张国芹中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心长春130062 长春广播电视台制作部长春130062

[目的]随着列车运行速度的提高,列车噪声指标逐渐成为制约高速铁路发展的重要因素。应进一步挖掘受电弓区域的气动声学正向优化设计潜力,提出受电弓区域气动噪声的优化设计方案。[方法]以复兴号标准动车组(型号为CR400BF)为研究对象,阐... 详细信息

[目的]随着列车运行速度的提高,列车噪声指标逐渐成为制约高速铁路发展的重要因素。应进一步挖掘受电弓区域的气动声学正向优化设计潜力,提出受电弓区域气动噪声的优化设计方案。[方法]以复兴号标准动车组(型号为CR400BF)为研究对象,阐述了研究内容、技术路线及研究方法。采用LES(大涡模拟)算法及FW-H方程,对高速铁路动车组受电弓区域的气动噪声展开研究。对既有高速铁路CRH380BL型动车组受电弓区域的气动声学性能进行研究,针对受电弓中上部本体结构和底部导流结构的优化措施,设计了6个组合优化方案,评价了各优化方案的气动噪声优化效果。将最佳优化方案应用在CR400BF型动车组上,进一步测试其优化效果。[结果及结论]方案4为最佳优化方案。将方案4应用于CR400BF型动车组,在列车运行速度为350 km/h的工况下,在距离受电弓最近的标准测点处,整车的辐射噪声声压级减少了0.99 dB(A),受电弓区域的辐射噪声声压级减少了1.70 dB(A)。方案4作为受电弓新的降噪方法,技术要求较低,具有较大的市场应用空间。

关键词：高速铁路动车组受电弓气动噪声降噪设计

自通风直冷风力发电机气动噪声仿真与试验研究

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微特电机 2025年第1期53卷 43-46页

作者：张伟赵博阳宗振龙庞聪程新德中车永济电机有限公司西安710016

为研究自通风直冷风力发电机的气动噪声及其频谱分布特性,采用混合计算气动声学法对自通风直冷风力发电机气动噪声进行仿真,并对电机额定转速下的流量、噪声声压级和1/3倍频谱进行了测试。通过仿真与试验对比,流量仿真误差为4.25%,噪声... 详细信息

为研究自通风直冷风力发电机的气动噪声及其频谱分布特性,采用混合计算气动声学法对自通风直冷风力发电机气动噪声进行仿真,并对电机额定转速下的流量、噪声声压级和1/3倍频谱进行了测试。通过仿真与试验对比,流量仿真误差为4.25%,噪声平均声压级仿真误差为2.4 dB(A),验证了仿真方法的可靠性。对电机噪声1/3倍频带频谱分布特性进行了分析,指出了降噪方向。

关键词：风力发电机自通风直接冷却气动噪声仿真 1/3倍频程

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机电设备离心风机流场及气动噪声特性研究

科技资讯 2025年第02期 84-87页

作者：刘印朱冬沈登亮王登彬杨永鄂托克前旗长城六号矿业有限公司内蒙古鲁新能源开发有限责任公司

基于某机电设备离心风机通风整机结构，建立包括离心风机、蜗壳、机电设备通风空间等在内的设备三维模型，采用四面体网格进行网格划分，采用运动参考系模型处理风机旋转运动。在对离心风机典型截面速度场及压力场分析基础上，完成气动... 详细信息

基于某机电设备离心风机通风整机结构，建立包括离心风机、蜗壳、机电设备通风空间等在内的设备三维模型，采用四面体网格进行网格划分，采用运动参考系模型处理风机旋转运动。在对离心风机典型截面速度场及压力场分析基础上，完成气动噪声源分布特性的预测。研究结果为机电设备通风散热离心风机优化设计与噪声控制提供重要依据。

关键词：离心风机蜗壳流场气动噪声

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开式转子气动噪声风洞试验

航空学报 2025年第2期46卷 40-51页

作者：陈正武姜裕标卢翔宇李抢斌中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所绵阳621000

开式转子推进效率高,是当前航空发动机领域重要的发展方向,但开式转子气动干扰复杂,辐射的气动噪声强,致使气动噪声成为开式转子发动机研制面临的关键问题。为了评估开式转子气动噪声特性,验证开式转子气动噪声预测方法,分析开式转子气... 详细信息

开式转子推进效率高,是当前航空发动机领域重要的发展方向,但开式转子气动干扰复杂,辐射的气动噪声强,致使气动噪声成为开式转子发动机研制面临的关键问题。为了评估开式转子气动噪声特性,验证开式转子气动噪声预测方法,分析开式转子气动噪声机理,利用新研制的大功率开式转子动力模拟试验装置,在5.5 m×4 m声学风洞开展了典型开式转子模型的气动噪声风洞试验研究;并建立了开式转子气动噪声的风洞试验数据处理方法,发展了开式转子气动噪声的阶次分解方法,系统分析了开式转子气动噪声特性和机理。研究结果表明:开式转子不同阶次单音的分离误差小于0.26 dB;开式转子气动噪声的线谱丰富且明显,覆盖频率范围宽,单音是开式转子最主要的噪声源;开式转子总噪声和单音主要朝90°辐射角附近传播,宽频噪声主要朝桨平面后方传播,前桨单音和后桨单音主要朝70°~110°辐射角传播。

关键词：开式转子气动噪声风洞试验声学风洞阶次分解