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燃料電池轎車是以采用燃料電池作為動(dòng)力系統(tǒng)的零排放新型環(huán)保汽車，其動(dòng)力總成、傳動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)方式等與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車有很大的不同，因此噪聲源發(fā)生了很大的改變。試驗(yàn)測(cè)試表明[i-4]，在燃料電池轎車的怠速工況下，旋渦石家莊風(fēng)機(jī)和氫泵輻射的噪聲和傳遞的振動(dòng)最為突出，特別是旋渦石家莊風(fēng)機(jī)進(jìn)氣量大，氣流速度快，高頻的嘯叫聲極大地影響了燃料電池轎車的聲品質(zhì)，因此旋渦石家莊風(fēng)機(jī)噪聲的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注。石家莊風(fēng)機(jī)的噪聲主要由石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部的湍流及流體與固體之間相互作用產(chǎn)生的?？偟膩?lái)說(shuō)，石家莊風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲大于結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲。因此一直以來(lái)，石家莊風(fēng)機(jī)噪聲研究的熱點(diǎn)都是氣動(dòng)噪聲[5。6]，這些研究大都采用聲類比方法，且大都假設(shè)聲音是在自由空間傳播的，沒有考慮聲音在殼體表面的反射、衍射、散射現(xiàn)象，也沒有考慮非定常流場(chǎng)作用下殼體振動(dòng)引起的噪聲。燃料電池車上旋渦石家莊風(fēng)機(jī)在使用現(xiàn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)出口都連接著管道，內(nèi)部的氣流封閉在機(jī)殼和管道內(nèi)，氣動(dòng)噪聲是通過(guò)流體激勵(lì)引發(fā)機(jī)殼振動(dòng)從而向外傳播，此時(shí)通常采用各種消聲器來(lái)控制石家莊風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲，能夠取得良好的降噪效果。然而，此時(shí)石家莊風(fēng)機(jī)殼體振動(dòng)輻射出來(lái)的結(jié)構(gòu)噪聲就顯得越來(lái)越重要，往往上升為主要的噪聲成分，必須予以重視。文獻(xiàn)[7]探討了殼體的固有頻率、聲腔共振頻率和石家莊風(fēng)機(jī)噪聲之間的關(guān)系；文獻(xiàn)[8]計(jì)算了石家莊風(fēng)機(jī)殼體外部聲學(xué)特性，對(duì)石家莊風(fēng)機(jī)機(jī)殼進(jìn)行了模態(tài)分析和噪聲預(yù)測(cè)，然而這些工作都沒有考慮到石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)對(duì)殼體的作用。石家莊風(fēng)機(jī)殼體在非定常氣動(dòng)載荷作用下的受迫振動(dòng)屬于微小位移振動(dòng)，忽略其對(duì)流場(chǎng)的反向作用不會(huì)導(dǎo)致流場(chǎng)計(jì)算出現(xiàn)較大誤差[9]。筆者利用FLU—ENT計(jì)算石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維非定常流場(chǎng)，得到不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)下的脈動(dòng)壓力信號(hào)，然后將內(nèi)流場(chǎng)作用下的氣動(dòng)載荷加載到殼體上，使用ANSYS軟件計(jì)算石家莊風(fēng)機(jī)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。筆者還進(jìn)行了燃料電池車上石家莊風(fēng)機(jī)臺(tái)架振動(dòng)噪聲試驗(yàn)，并將試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值結(jié)果對(duì)比，為殼體振動(dòng)聲輻射機(jī)理研究打下基礎(chǔ)，也為降低石家莊風(fēng)機(jī)振動(dòng)噪聲輻射的研究作準(zhǔn)備。
次試驗(yàn)使用石家莊風(fēng)機(jī)獨(dú)立運(yùn)行工況下進(jìn)行振動(dòng)噪聲測(cè)量分析，所使用的儀器有Head公司的SQlab
Ⅲ(34通道)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，加速度傳感器為美國(guó)peb公司生產(chǎn)的icp壓電式加速傳感器，麥克風(fēng)為丹麥B8LK公司生產(chǎn)。本次試驗(yàn)在同濟(jì)大學(xué)清潔能源汽車工程中心的半消聲室中進(jìn)行，保證了振動(dòng)噪聲測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。本次試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)為旋渦石家莊風(fēng)機(jī)左右置和殼體上中下3個(gè)位置單向加速度傳感器、石家莊風(fēng)機(jī)前后兩側(cè)麥克風(fēng)、空濾和電機(jī)三向加速度傳感器
和兩個(gè)麥克風(fēng)。石家莊風(fēng)機(jī)振動(dòng)噪聲試驗(yàn)如圖1所示。。