(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221097907 7.2 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 中车永济电机有限公司 地址 044500 山西省运城市永济市电机大 街18号 (72)发明人 张伟　康炜　庞聪　朱一乔　 王文庆　刘永强　 (74)专利代理 机构 太原科卫专利事务所(普通 合伙) 1410 0 专利代理师 王二红 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06F 30/17(2020.01)F04D 17/16(2006.01) F04D 27/00(2006.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种自通风电机风扇气动噪声仿真评估方 法 (57)摘要 本发明涉及电机噪声技术领域， 特别涉及电 机风扇气动噪声技术领域， 具体为一种自通风电 机风扇气动噪声仿真评估 方法。 本发 明的目的在 于提供一种计算周期较短、 适用性强的电机风扇 气动噪声仿真评估方法， 首先是获取电机原始几 何模型、 转速和边界等输入信息， 然后进行稳态 流场分析及数据提取， 将提取的结果作为代理模 型输入参数， 计算出电机离心风扇气动噪声声功 率级； 获得声功率级预估值后， 与标准限值或者 客户要求进行超 标风险等级评估， 评估通过后生 产样机并进行试验测试。 评估不通过则调整设计 方案， 包括调整 风扇外径、 扇叶数目、 扇叶宽度和 扇叶形状等相关参数， 重新进行分析及预测， 直 至方案通过噪声风险等级评估。 该方法简洁易 行， 评估周期短。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115408953 A 2022.11.29 CN 115408953 A 1.一种自通 风电机风扇气动噪声仿真评估方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 1)电机稳态流场分析及对其后的流场仿真结果进行各个转速及各个转速对应的流场 仿真结果数据提取； 2)样本数据评估： 给定一组由M个样本点组成的初始样本数据， 每个样 本点有N个输入参数和一个输出参数组成， N个输入参数为步骤1)中提取的转速及 对应转速 的流场仿真结果数据， 1个输出参数为同类型电机风扇在相 应转速下 的气动噪声声功率级 试验值， 将该 组样本各输入参数归一化后形成数 组A， 数组A为M行*N列， 求解数 组A中两两样 本间的欧式距离， 形成数组B， 样本输入参数归一化后输入变量组成的N维空间最大欧式距 离为 样本评估标准如下： 式中： Mean(B)为数组B的平均 值， Min(B)为数组B的最小值， Max(B)为数组B的最大值， 当样本数据不符合公式(1)的样本 评估标准时， 通过增加、 更换样本点 或去除样 本点， 直至符合公式(1)的样 本评估标准； 3)建 立代理模型并对其进行评估： 选择构建代理模型 的方法并对构建的代理模型采用LOO交叉 验证法进 行评估， 即去掉一个样本点数据， 使用其余样本点数据构建代理模型， 然后使用该 模型在去掉的样本点上进 行预测并计算与该样本点输出参数的预估误差， 当各样本点的电 机气动噪声的预估误差均在[ ‑3,3]dBA以内以及最终代理模 型的拟合度应在0.9以上时， 代 理模型通过评估， 否则， 重新选择其它方法构建代理模型； 4)噪声评估： 将步骤1)中提取的 各个转速下的流场仿真结果带入通过评估的代理模型， 获得电机风扇气动噪声声功 率级预 估值LW后根据公式 进行评估， 其中 为相应转速下电机风扇气动噪声 声功率级限值， △LW为相应转速下电机风扇气动噪声声功率级误差， max( △LW)为各个转速 下电机风扇气动噪声声功率级误差的最 大值， 当max( △LW)≤0时， 噪声评估通 过， max(△LW) >0时， 噪声评估不 通过， 则改进设计方案直至噪声评估通过。 2.根据权利要求1所述的一种自通风电机风扇气动噪声仿真评估方法， 其特征在于， 步 骤1)中， 电机稳态流场分析采用有限体积法， 其计算流程包括如下步骤： a.简化电机几何模 型并建立流场模型； b.获得流场模型后采用非结构化网络对网格进行划分； c.网格划分完 成后， 进行求 解设置， 设置 完成后， 开始求 解， 直至计算收敛。 3.根据权利要求2所述的一种自通风电机风扇气动噪声仿真评估方法， 其特征在于， 步 骤2)中， M>5N。 4.根据权利要求3所述的一种自通风电机风扇气动噪声仿真评估方法， 其特征在于， 步 骤2)中的N为8， 8个输入参数为步骤1)中提取的8个流场仿真结果数据即ω电机转速其单位 为rad/s、 电机循环体积流量Qm、 风扇循环体积流量Qfs、 风扇进口到出口全压增加量Pa、 风扇 进口到出口静压增加量Ps、 风扇转动过程中受到的气动阻力矩Mfs、 风扇在电机中的有效全 压效率 风扇全压效率 5.根据权利要求4所述的一种自通风电机风扇气动噪声仿真评估方法， 其特征在于， 提 取风扇循环体积流 量Qfs的数据时， 应在风扇流道内截取积分截面。 6.根据权利要求5所述的一种自通风电机风扇气动噪声仿真评估方法， 其特征在于， 提权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115408953 A 2取风扇进口到出口全 压增加量Pa以及风扇进口到出口静压增加量Ps时， 进、 出口积分截面的 选取应垂直于气流主 要流动方向。 7.根据权利要求6所述的一种自通风电机风扇气动噪声仿真评估方法， 其特征在于， 提 取风扇进口到出口全 压增加量Pa以及风扇进口到出口静压增加量Ps时， 进、 出口积分截面的 选取应靠 近风扇流道进、 出边界2m m。 8.根据权利要求7所述的一种自通风电机风扇气动噪声仿真评估方法， 其特征在于， 电 机循环体积流 量Qm为电机进口或出口处的循环体积流 量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115408953 A 3