摘 要: 针对静音型发电机组加隔声罩前后噪声变化，利用 ANSYS 仿真软件，采用声 - 结构耦合的方法，对其进行仿真分析，通过仿真结果验证了隔声罩对机组噪声控制的作用。

 

近年来，随着社会环保呼声的提高，克服噪声污染的问题已经摆上了议事日程，发电机组的噪声，更是人们关注的重点。静音型或者说低噪声发电机组研制，已成为一个新的课题。静音型发电机组的降噪，主要采用加装隔声罩的方式，本文将利用 ANSYS 仿真软件，对小型静音型发电机组加装隔声罩后的噪声，进行仿真分析。

静音发电机组三维立体模型

基于静音型发电机组结构、形状、材料、载荷方面的特点，在进行声—结构耦合场分析时，用球面声波模拟机组工作时的噪声。由于声波以球面波传播，无对称性，故建模时必须将整个机组考虑在内，并且还在其外围建了一个半径为 3 m 的球体，用以表示隔声罩外至无限远处的声场。由于吸声材料主要是起吸声作用，不能作为结构材料承受载荷，也不能作为理想流体传播声音。故在建模中，通过设置结构—流体耦合处流体单元的吸声性能，来模拟泡沫等材料的吸声特性，而没有对其进行单元划分。根据以上思想建立的声—结构耦合场分析的几何模型如图 1 所示。

 

发电机组声学几何模型图

 

1.球面声波的声压计算

已知所测发电机组的 1/3 倍频程谱的中心频率（Hz）分别为：31.5 ；63；125；250；500；1 000；2 000；4 000；8 000，其对应的声功率级（dB(A)）分别为 45.9；54.2；69；75.7；87；92.1；97.7； 92.5；81.4。因其测量的是发电机组周围 1m 处的声功率值，而所建的有限元模型中用来模拟该声源的，是一个半径为 0.3 m 的球，因此，应将所给的 1m处的声功率级换算为 0.3 m 处的球面上的声压。已知声功率级（dB）的定义公式：LW = 10 lg ww0，其中 w0 =10-12w，是基准值。可知声功率：LW w =w0 ×10 10，又据公式 w = 4π·r2I 可知，在 r = 0.3m 球面的声强为：I = w 24π·r。

由以上所给公式，

 

当声波频率为 31.5 Hz 时，声压 p31.5 = 0.005 450 422 607 44 当声波频率为 63 Hz 时，声压 p63 = 0.014 171 968 466 04 当声波频率为 125 Hz 时，声压 p125 = 0.077 880 759 351 10 当声波频率为 250 Hz 时，声压 p250 = 0.168 434 160 890 56 当声波频率为 500 Hz 时，声压 p500 = 0.618 628 860 943 50 当声波频率为 1 000 Hz 时，声压 p1000 = 1.112 833 465 210 51 当声波频率为 2 000 Hz 时，声压 p2000 = 2.120 460 453 593 54 当声波频率为 4 000 Hz。时，声压 p4000 = 1.165 279 690 648 33 当声波频率为 8 000 Hz 时，声压 p8000= 0.324 661 041 348 97 声级的运算不能直接作代数运算，在实际声场中，有多个声源相互作用时，声级计测得的总声压级并不是各个声源单独作用时的声压级的代数和，而是按能量叠加来得到的总声压级。能量叠加关系为：w =Σnwi。

2. 声—结构耦合仿真分析

 

根据所提供的发电机组的 1/3 倍频程谱中心频率，我们分析了该发电机组在频率（Hz）为 31.5；63；125；250；500；1 000； 2 000；4 000；8 000 等 9 个频率的声场分布选取 12 个关键节点中的最大值，作为该噪声频率下发电机组经过吸声降噪处理后的声压值，

3. 结果分析

 

通过对仿真结果的分析，可以看出经过隔声罩吸声降噪后，在 31.5 Hz～ 8 kHz 的噪声频率范围内，噪声的最大点出现在 2 kHz 下，其声压值为 69.5 dB（A），其余各频点的噪声更低，相比与发电机组裸机时的噪声，降噪效果明显。

 

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