【摘 要】
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通风空调系统对于营造健康舒适的室内环境至关重要,随着建筑声环境质量不断的提高,人们对噪声的容忍度逐渐降低,通风空调系统噪声已成为亟待解决的问题之一。通风空调系统噪声并不是单一声源,而是由通风空调机组产生的设备噪声和风管系统产生的气流再生噪声组成,目前对于设备噪声的研究较为完善。风管气流噪声包括经消声器处理后传至管路的风机噪声和管路气流再生噪声,主要集中于风管、各种局部构件以及流速突变的部位。实际工
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通风空调系统对于营造健康舒适的室内环境至关重要,随着建筑声环境质量不断的提高,人们对噪声的容忍度逐渐降低,通风空调系统噪声已成为亟待解决的问题之一。通风空调系统噪声并不是单一声源,而是由通风空调机组产生的设备噪声和风管系统产生的气流再生噪声组成,目前对于设备噪声的研究较为完善。风管气流噪声包括经消声器处理后传至管路的风机噪声和管路气流再生噪声,主要集中于风管、各种局部构件以及流速突变的部位。实际工程应用中由于某些通风空调系统在设计上存在着声学结构不合理的缺陷以及管路内流体因自身流速突变而引起的压力脉动产生气动噪声,出现了管路内局部点高于风机传递至此处的噪声,就会成为系统的主导噪声,使室内的噪声值超标,污染建筑室内的声环境。因此研究和降低风管气流噪声己成为控制通风空调系统噪声的关键。目前对通风空调风管系统的研究通常是从减阻降耗角度出发,针对风管气流降噪的研究较少。风管系统气流噪声的计算多依据于经验或半经验公式,文献中的实验研究多为单点对照性测量,降噪更是缺乏有效的理论指导。本文以合流三通为代表的局部构件所引发的管路气流再生噪声问题为切入点,采用计算流体力学（CFD）和声学有限元软件（LMS Virtual.Lab）混合仿真的方法对合流三通气动噪声进行数值模拟。基于流体声压、欧拉方程组推导得到了管内速度场和压力梯度场之间的协同作用关系,提出了气流降噪的协同性评判依据;讨论了支管入口流速、管道截面形状、截面宽高比,支管间距、相对位置等因素对管内流场和声场的影响;通过修正管内速度场和压力梯度场之间的协同作用关系,进行合流三通的结构优化,完成了降噪设计。研究结果表明,干管下游段是合流三通管路的气动噪声源,管内速度场和压力梯度场之间的协同作用与气动噪声的强弱相关,速度矢量与压力梯度间的夹角越小,气流管汇产生的偶极子声源幅值越小。三通管路气动噪声受支管流速影响最大,管道截面形状和截面宽高比对管路内噪声影响其次,支管间距和支管放置形式对管路内噪声影响较小。以协同角和流线分布入手,对合流三通支管末端结构和Y形三通入流角进行降噪优化,效果显著。
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