ACTRAN在工廠噪聲預測及治理中的應用
工廠生產運行中,壓縮空氣、高壓蒸汽放空、風機、壓縮機、泵站等會產生氣(水)流動噪聲;機器摩擦、振動、碰撞、旋轉會產生機械噪聲;變電站會產生電磁噪聲,等等。這些噪聲對工廠區域內外人員、建筑物、精密機械會產生嚴重的影響甚至導致事故。隨著人們對工作、生活環境品質要求的提高以及國家勞動法、環保法方面的完善,對工廠噪聲的控制和治理工作日益迫切。
工廠噪聲控制技術中,可以通過:(1)降低噪聲源,如選用噪聲小的設備、 安裝時加減震墊等;(2)通過吸聲材料、穿孔板、消聲器等對噪聲能量進行吸收和衰減(3)控制噪聲的傳播途徑,如給噪聲源加裝隔聲罩、在噪聲的傳播途徑上加隔聲屏障,等等。工廠噪聲源復雜,同時涉及噪聲的傳播、反射、衍射和吸收等問題,各類噪聲控制技術需要對噪聲及其傳遞特性、控制效果進行有效評估,因此Actran軟件包在工廠噪聲相關的預測和治理中具有廣闊的應用空間:
(1)高效率的聲輻射和聲傳播模擬軟件ACTRAN Acoustics,包含了許多排他性聲學模擬能力,既可以模擬簡單的部件,也可以模擬復雜的系統,具有模擬振動結構聲輻射、進氣和排氣噪聲、噪聲傳播特性和吸收、在非均質、具有溫度梯度等復雜流體介質中的聲傳播等功能。
(2)高級振動聲學模擬軟件ACTRAN Vibro-acoustics,提供了豐富單元庫、材料庫、邊界條件和激勵類型、求解方法和求解器,可以模擬當今最有挑戰性的振動聲學設計問題。
(3)系統級裝飾件噪聲模擬工具ACTRAN for NASTRAN,是結合了ACTRAN和NASTRAN所有技術優勢的高級振動聲學軟件,它建立在功能強大ACTRAN Vibro-Acoustics和NASTRAN之上,可以在聲學分析時利用NASTRAN的超單元特性。
(4)流動噪聲模擬軟件ACTRAN Aero-Acoustics,是預測湍流噪聲的聲學有限元軟件,ACTRAN Aero-Acoustics從商業CFD程序如Fluent 、Star-CD、StarCCM、Powerflow、Ensight的模擬結果獲取流動聲源。ACTRAN Aero-Acoustics與ACTRAN Vibro-Acoustics相結合,可以進行流動-振動聲學模擬。
(5)旋轉機械噪聲模擬軟件ACTRAN TM是分析渦輪機械聲輻射,以及優化與渦輪機械輻射噪聲相關聲學處理部件的工具,能夠準確捕捉非均質流動的對流和折射效應,可以用入射管道模態來定義聲源,或者根據一組平面的壓力脈動提取聲源,壓力脈動來自CFD的瞬態計算結果。
(6)發動機排氣噪聲模擬軟件ACTRAN DGM,是對ACTRAN TM的最好補充,它可以求解比ACTRAN TM更高的馬赫數和更高的頻率。
Actran在工廠噪聲預測和治理具有大量的應用案例,如設備噪聲與廠房聲防護聯合仿真,見圖1和圖2,傳動設備聲輻射模擬,見圖3和圖4,鼓風機的噪聲模擬,見圖5,進排氣噪聲模擬,見圖6和圖7。
圖1 設備、廠房及相關噪聲控制技術 圖2 仿真結果 圖3 傳動設備聲網格和在某點處的聲壓級 圖4傳動設備聲各部分對輻射功率的貢獻 圖5 鼓風機噪聲渦和噪聲模擬結果與實驗對比,結果吻合良好 圖6 進排氣噪聲模擬 圖7 聲學指向性 |

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