0 前言

对于空调器室内机降噪技术国内外已经做了大量的研究，降噪效果也比较明显^[1-3]。反之，空调室外机噪声一向不被人们关注，从而对其进行的降噪研究也比较少。轴流风机产生的气动噪声是室外机主要噪声源。

为了降低轴流风机的气动噪声，国内外学者对其作了大量的研究^[4-6]。这些研究是针对独立的轴流风机进行的，而空调器室外机轴流风机风道系统结构比独立的轴流风机系统要复杂的多，因为它并不仅仅包括轴流风扇，它还包括热交换器、导流罩、出风网、电动机支架等附属结构，这些部件的存在将会在很大程度上影响空调室外机的内部和外部流场，从而影响室外机噪声。

导流罩是空调器室外机轴流风机风道系统的重要组成部分。因为室外机机壳是方形的，从轴流风扇流出的旋转气流将会向四周发散，从而大大减少了室外机出风口的风量。圆筒形导流罩的存在可以使风扇出口气流延导流罩流向室外机出风口，从而抑制了风扇出口气流的发散，减少了出口风量的损失。因此，导流罩结构变化会影响到空调器室外机内部流场的分布，从而改变空调室外机噪声。

为了研究导流罩结构对空调器室外机噪声的影响，首先利用数值模拟的方法，分析导流罩结构对室外机内部流场的影响，从中找出导流罩影响空调器室外机噪声的机理，然后，通过对室外机噪声频谱的测试，对数值分析结果进行验证。

1 空调室外机结构特点

空调器室外机风道系统主要由轴流风扇、热交换器、导流罩、出风网、电动机支架和中隔板等组成。模拟的空调室外机为一款功率为5 000 W的落地式空调器室外机，其结构如图1所示，室外机导流罩结构如图2所示。

2 数值计算

使用数值计算软件STAR-CD对空调室外机内部流场进行计算分析

2.1 网格划分和边界设定

图3 室外机网格

室外机数值计算网格如图3所示。由于空调室外机轴流风扇的转速较低，因此可假设其内部流动为不可压的。计算中采用SIMPLE算法和标准的k-ε湍流模型求解三维N-S方程。

2.2 模型验证

利用上述计算模型对不同出口流量下空调器室外机出口处的静压进行了计算，并与试验测量值进行了比较，如图4所示。计算值与试验值趋势一致，吻合也比较好，相对平均误差为11.5％。

2.3 导流罩对室外机流场和声场的影响

2.3.1 导流罩宽度的影响

为了研究导流罩宽度的影响，对具有宽度不一致导流罩的室外机出口处相对湍流强度进行了数值计算，相对湍流强度可表示为

(1)

式中 、、?x、y、z方向速度分量脉动值

? 速度的平均值。

由相对湍流强度的定义可知，越大，气流的扰动越大，气体涡流噪声也越大。

相对湍流强度的取值位置位于室外机出风网所在截面上，如图5所示， R为半径，表示半径为R、宽度为ΔR的圆环面(图8中阴影部分)上相对湍流强度的平均值。

计算时所有导流罩直径相同(d₁=442 mm、d₂=420 mm)，且具有相同导弧, 出口流量为1 800 m³?h^-1。导流罩宽度参数如表1所示。