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申请/专利权人：中车永济电机有限公司

摘要：本发明涉及电机噪声仿真技术领域，尤其涉及一种封闭式内循环电机噪声仿真计算方法，解决了背景技术中的技术问题，其包括建立封闭式内循环电机的内腔流场模型；CFD网格划分；电机流场稳态计算；电机流场非稳态计算；计算该转速下的瞬态电磁力并以集中载荷的形式输出；电机有限元建模；结构振动响应；建立声学模型；声场网格划分；气动噪声激励；激励边界加载；计算混合噪声。本发明能够在电机研发设计初期精准预知电机混合噪声数值及混合噪声频谱规律，确定影响电机噪声的主要因素，定向指导电机结构优化方向，在保证电机性能的基础上实现降噪效果，有效避免后期试验再验证环节，缩短产品周期，降低产品成本。

主权项：1.一种封闭式内循环电机噪声仿真计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、分别计算封闭式内循环电机的气动噪声声源数据和电磁振动噪声激励；其中气动噪声声源数据的计算子步骤为：S11、建立封闭式内循环电机的内腔流场模型：根据电机模型建立包裹转子的旋转空气域、包裹风扇的旋转空气域及包裹其他非旋转部件的静止空气域；S12、CFD网格划分：采用CFD网格划分软件对内腔流场模型中包裹转子的旋转空气域、包裹风扇的旋转空气域及包裹其他非旋转部件的静止空气域进行网格划分，特别对包裹风扇的旋转空气域的壁面进行边界层网格划分，且边界层网格划分满足Y+范围为1~5；S13、电机流场稳态计算：通过上述划分好的流场网格模型导入CFD流体分析软件，计算电机实际运行转速下的稳态流场，稳态流场作为后续非稳态计算的初始流场，加快非稳态计算的收敛；S14、电机流场非稳态计算：待稳态流场计算稳定后，非稳态流场计算时，将包裹转子和风扇的旋转空气域设置为网格运动，且湍流模型采用大涡模拟，大涡模拟用于捕捉风扇旋转产生的大小涡流；待非稳态流场计算收敛后，开始对非稳态流场进行噪声数据采样，即输出气动噪声声源数据；其中电磁振动噪声激励的计算子步骤为：S21、根据电机参数建立电磁计算模型，其中电磁计算模型与气动噪声声源数据计算过程中内腔流场模型的转速相同；S22、计算该转速下的瞬态电磁力并以集中载荷的形式输出；S23、电机有限元建模：对电机原始模型进行简化，将转子结构集中质量施加在前后轴承座上，定子铁心由叠加式改为整体式，定子结构各部件之间的接触定义为绑定接触，端盖与其连接部件采用绑定约束，并划分网格；S24、结构振动响应：在ANSYS软件结构振动计算模块中，将S22的瞬态电磁力加载到S23的电机有限元模型的定子齿面上，计算电机在电磁激励下的振动响应，并将电机机座响应作为电磁振动噪声激励；步骤二、分别通过封闭式内循环电机的气动噪声声源数据和电磁振动噪声激励计算封闭式内循环电机的混合噪声，其子步骤为：S31、建立声学模型：声学模型包括电机内腔流场模型的气动噪声声源、电机机壳、电磁振动响应面、声传播区；其中，气动噪声声源为面声源和体声源，面声源为包裹风扇的动静交界面，体声源为电机腔体内静止空气域；电磁振动响应面为机壳外表面包络面；声传播区为包裹整个电机的外辐射空气域，且声传播区尺寸要满足一个波长；S32、声场网格划分：声学网格的大小由计算的目标频率决定，即目标频率决定波长尺寸，且每个波长满足6~8个网格单元；S33、气动噪声激励：结合声学模型通过声学计算软件ICFD模块将上述输出的气动噪声声源数据转化为频域上的气动噪声激励；S34、激励边界加载：在声学计算软件中导入S32得到的声学网格模型，采用直接频响分析模块，基于Lighthill声类比方法，将气动噪声激励分别加载在LighthillSurface和LighthillVolume上；将S24输出的电磁振动噪声激励映射在电磁振动响应面；同时加载机壳材料属性参数；S35、计算混合噪声：其中包括气动噪声、电磁噪声及混合噪声，并分析各声源的贡献率，确定主要噪声声源。

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