- 文献综述（或调研报告）：
- 研究对象分析
本课题主要研究吹叶机风扇噪声的控制问题，要求是在不降低风量的情况下减小噪声，研究的主要对象是风扇。就其性质和来源来说，风扇噪声可以分为电机噪声、气动噪声、气体和固体弹性系统相互作用产生的噪声和机械结构噪声四部分，一般来说，气动噪声往往起主导作用。气动噪声是由气流直接产生的振幅和频率杂乱、统计上无规则的声音，它是由旋转噪声和涡流噪声组成的。旋转噪声是风扇工作时，叶片打击空气，引起周围空气的压力脉动而形成的。涡流噪声又被称为紊流噪声，它是由于风扇工作时，旋转的叶片周围产生了空气涡流，因粘滞力的作用，这些涡流分裂成一系列独立的小涡流，从而使空气发生扰动，辐射出一种非稳定的流动噪声。风扇噪声的研究已有很多，其数学模型也有多种，下文中会详细介绍。
- 关于轴流式风扇噪声的国内外研究现状
风扇有很多种类型，如轴流式、离心式、无叶风扇等，此次研究的吹叶机上所用风扇属于轴流式风扇。对于轴流式风扇，沈国民、谢军龙[1][2]指出，从风机产生噪声的根源来说，主要是由于叶片上的涡流以及涡流脱离。即使在最佳工况下，叶轮内的涡流以及叶片尾缘的涡流脱离都是不可避免的，但是，只要叶片设计合理，叶型参数选择恰当，就可使涡流以及涡流脱离减至最少，从而降低噪声。其实验结果表明，设计一台低噪声、高效率风机,采用有曲率的前掠叶片、比较小的叶片安装角是可行的。
T.Fukano，Y.Kodama 和 Y.Takamatsu[3] 通过试验验证了叶片数、叶片弦长、弯角、旋转频率、叶片厚度和叶片外形对轴流风机涡流噪声声压级的影响。他们还通过试验验证了前掠叶片叶轮比后掠叶片叶轮要优越得多。
焦予秦，周瑞兴[4][5][6]等对两种风扇翼型（RAF-E和NPU10）的气动性能进行了对比实验研究，其实验研究结果表明：在保持风扇翼型相对厚度不变而适当增大翼型的弯度，并将翼型最大厚度位置或最大弯度位置向翼弦后移至最佳的位置，尽可能合理地减小叶面的逆压梯度范围，这不仅能在风扇的工作范围内显著地提高翼型的升力系数，增大翼型的升阻比，提高风扇效率，而且也能有效地减小因流动分离而产生的气动噪声。
Roy 和 Cho [7]使用有限元法来优化一个七叶非对称叶片的轴流风扇的可压缩内流和噪音特性，同时用计算声学技术(CAA)和 CFD 仿真其噪音和内流性能，计算结果与测量值吻合较好。
K—J Oh 和 S-H Kang[8][9] 使用 Fluent 软件对一四叶螺旋桨风扇的流动区域进行了数值模拟，重点考察小流量时性能参数的变化，这些结果与测量结果相比较，两者有较好的吻合，说明了数值计算的有效性。风扇测试性能证明风机有双重特性:小流量时的径向类型特性和大流量时的轴向类型特性。
Min-Jun Park和Duck-Joo Lee[10] [11]对汽车冷却风扇的宽带噪声进行了深入研究，他们使用URANS CFD和声学模拟的混合方法有效地预测了汽车冷却风扇的噪声，结果表明包括宽带噪声的声学预测与实验结果非常一致。这项研究表明，可以通过改变护罩上的锯的数量来控制汽车冷却风扇的宽带噪声。
陈燎原[12] [13]研究了控制叶尖间隙涡流的方法，他指出，在风扇的动叶和机壳之间留有一定的叶尖间隙，在这个间隙中存在两种流动，一是由于叶轮出口与入口的压力差作用，使出口处气流沿间隙向入口侧回流；二是动叶压力面与吸力面之间有压力差，气流绕过间隙而卷成间隙涡流。而叶尖间隙的大小对风机效率、流量和压力均有很大的影响,间隙增大时,效率急剧下降。通过试验验证了在叶片端部加装旋转环控制间隙涡流的效果,结果表明了加旋转环可在一定程度上降低噪声并改善气动性能。
Jang Choon-Man [14] [15]等为了控制空调轴流风扇的叶尖涡，通过 LDV 实验研究了两种类型的外罩，一种所用外罩是耳型，另外一种是新设计的外罩。在叶尖区域都发现了叶尖涡，但是新设计的外罩回流减少，叶尖涡尺度也较耳型外罩小，这减少了对主流的阻塞，增大了流量。耳型外罩时叶尖涡对风扇气动噪音影响也很大，新设计的外罩较耳型外罩降低噪音 1.5d B(A)。他观察到叶尖涡和主流相混区域存在着速度波动现象。
- 关于气动噪声的国内外研究现状
目前气动噪声的数值求解方法有以下三种：计算气动声学方法（Computational Aero-Acoustic，简称 CAA）、莱特希尔声类比方法（Lighthillrsquo;s Acoustic Analogy）以及混合计算方法（Hybrid Method）这三种方法拥有各自的特点，在不同的工程应用中各有优缺点。[16]
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