分会场

燃料电池与储能

摘要

明确各工况下空压机的声脉动产生机制及其与热激励之间的耦合作用对降低燃料电池系统噪声具有重要意义。基于LES（大涡模拟）耦合CAA（计算气动声学）方法，获取了不同工况下进出口压力脉动，从时域、频域和能量的角度解析了脉动声信号与空腔固有模态及转速之间的关系，揭示了其传输过程中幅值和相位变化的内在机制，量化了不同转速下声能密度的变化规律。此外，从非平衡热力学的角度出发，量化了各项不可逆损失源导致的热激励项对声脉动的增强或衰减耗散作用。研究结果表明，出口压力脉动的振幅最值存在转速依赖性，中等转速下振幅最值增益存在“停滞”现象。高转速工况下（10000r/min）系统的非线性效应最强，3000-4000Hz范围内的声能可达低频组分下的30%左右。空压机运行过程中出口端声强出现的两处峰值分别是由空压机入口端进气畸变产生的热激励源和叶片表面的粘滞耗散作用产生的热激励源造成的。研究结果揭示了不同转速下空压机脉动信号的产生及传输机制，为搭建空压机高保真热声耦合模型提供了理论指导，为开发准确度高、针对性强的噪声控制策略提供有效参考。

关键词

空压机;气动噪声;热激励;非平衡热力学

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