在矿山掘进工作中，井下作业自然条件复杂，空气中掺杂着有毒有害气体和矿尘，所以矿井巷道通风十分重要[1]。而通风机的噪声是掘进工作中的主要噪声源之一，其中气动噪声占总噪声的45%[2]。就矿用局部通风机而言，其进口和机壳周围的噪声高达120dB以上[3]，工人听力受损程度严重，而且掩蔽井下安全警报信号，从而造成事故[4]。所以对矿用轴流式通风机内部气动噪声分析显得尤为重要。

目前，国内外对通风机气动噪声的研究大多集中于机壳和叶片结构，尤其是对通风机叶片结构的研究认为旋转桨叶的噪声一般由叶片自身旋转引起的离散噪声即单极子声源[5，6]和叶片表面紊流压力脉动引起的频率连续分布的宽频噪声即偶极子声源[7，8]组成，由于涡流脱落也会导致四极子声源的产生[9]。任露泉[10]、仝帆[11]和廖庚华[12]等人通过仿生学直接改变叶片翼型的研究得出了不同翼型下的不同气动特性，翟成、于国卿[13]对通风机噪声在巷道内的传播规律做了研究，然而对通风机内部气动噪声的产生及传播规律的研究并不充分。随着计算机技术的发展，数值模拟法得到广泛应用，数值模拟法大大减少了试验时间和成本。Huang Cha-Lin Sham[14]和P.M.Padole[15]利用CFD数值计算的方法分别对离心通风机的噪声和内部流域进行了计算，并与实际试验结果对比得到了较小的误差，证明了数值计算的可行性。

本文以FBD系列，额定功率为55kW矿用轴流式通风机模型为基础，在额定转速为3000r/min，额定压力为5050Pa，且不考虑叶轮与机壳的轴向间隙的情况下，在一级叶轮单独运行时，运用FLUENT对矿用轴流式通风机的一级叶轮的气动噪声进行数值分析。

1 FBD矿用轴流式通风机结构及参数

1.1 FBD矿用轴流式通风机一般结构

FBD系列通风机为矿用隔爆型设备，一般由集风器、Ⅰ级机体、Ⅰ级叶轮、Ⅱ级机体、Ⅱ级叶轮、隔爆型三相异步电动机、消声扩散锥组成，如图1所示。

  

图1 FBD通风机结构

1.2 FBD矿用轴流式通风机参数

通风机参数见表1。

 

表1 FBD通风机参数

  

项目数值风量/(m3·min-1)195～160额定功率/kW55额定转速/(r·min-1)3000额定压力/Pa5050一级、二级叶轮直径/mm800一级、二级叶片长度/mm300一级叶片数14二级叶片数10

2 通风机内部流域的网格划分及计算模型的选择

2.1 通风机内部流域的网格划分

不良的饮食习惯：偏食或挑食会导致人体的维生素和矿物质缺乏，会导致口腔黏膜的破溃，形成慢性溃疡，时间长了，就可能会发生癌变。而均衡的饮食有利于摄入足够的维生素和矿物质，降低口腔癌和口咽癌的风险。

  

图2 叶轮网格划分

2.2 计算模型的选择及边界条件的设置

1)湍流模型的选择：为观察通风机流域的涡流变化以及与后期的声学模型相结合，选用大涡模型(LES)。

在FLUENT中，运用FW-H声学模型对轴流通风机的气动噪声进行计算。由于叶片的周期运动，会使叶轮上的流体发生周期性涨缩，为更好的观察叶片前缘到后缘声压级的变化，以垂直于轴线方向把一级叶轮划分为5个截面。以一级叶轮轮毂中心为坐标原点，出口轴线方向为Z轴正方向，以过原点的两两相互垂直的径向分别为X、Y轴，且以指向外部方向为正方向建立坐标系，如图4所示。截面的Z轴坐标分别为-32mm(叶片前缘所在位置)、-16mm、0mm、16mm、32mm(叶片后缘所在位置)。在每个截面的径向即Y轴方向上分别取7个噪声计算点，其Y轴坐标分别为270mm、290mm、310mm、330mm、350mm、370mm、390mm，旋转区域截面及计算点所在位置如图5所示。图5中左图为截面所在坐标位置(从左到右依次为1～5截面)，右图为每个截面上计算点Y轴的坐标位置。

本文提出了一种基于二元域等效的RS码识别方法，能有效完成码长、信息分组长度和生成多项式的识别.方法遍历本原多项式，并随之构建二元域分析矩阵和校验向量对其进行检验.为了提升识别性能，先后进行两次判决，进而确定本原多项式、码长和信息分组长度.最后，利用连续根分布计算生成多项式.该方法性能优良、计算量低，易于工程实现.后续研究将主要针对缩短RS码，以进一步完善方法的适用范围.

由计算可得一级叶轮的旋转基频为700Hz，其整数倍基频谐波频率为：1400Hz、2100Hz、2800Hz、3500Hz。一级叶轮噪声计算点的频谱图如图6所示，在一级叶轮建立的坐标系中，以坐标为(0，370，0)的计算点的噪声频谱图为例(一级叶轮旋转区域其他噪声计算点的频谱分布规律与此计算点类似)所示，声压级较大峰值所对应的噪声频率分别699.3Hz、1398.6Hz、2097.9Hz、2797.2Hz、3496.5Hz，其声压级分别为：158.9dB、157dB、154.5dB、150.7dB、144.7dB。因为噪声频谱图声压级峰值对应的频率和一级叶轮旋转基频及其谐波的频率相差较小且峰值最为突出，由此得出一级叶轮旋转区域的气动噪声主要由因叶片周期旋转引起的旋转噪声组成，且随着基频倍数的增加谐波噪声在减小。

一级叶轮旋转区域不同截面各计算点的最大噪声分布如图7所示，分别对一级叶轮旋转区域5个截面上每个计算点的噪声频谱图进行分析，得到每个计算点处噪声的最大声压级。以Y轴坐标值即噪声计算点离所在截面圆心的距离为横坐标，计算点的最大声压级为纵坐标，对比同一截面不同点的声压级可得随着离轴心距离的增加即从叶根到叶尖的过程中，噪声计算点的最大声压级先增大后减小。对比不同截面各计算点的声压级，发现截面2、1的声压级曲线在截面4、5的上方即叶片前缘处的声压级大于后缘。

二级叶轮噪声计算点的布置与一级叶轮相同，同样以二级叶轮轮毂中心为坐标原点，出口轴线方向为Z轴正方向，以过原点的两两相互垂直的径向分别为X、Y轴，以同样的数值在垂直于Z轴方向取5个截面，又以同样的数值分别在5个截面上取7个噪声计算点，共计35个噪声计算点。

5)时间步长及步数的设置：以叶轮旋转1°所用时间即0.00005555s为时间步长，以叶轮旋转15圈及5400步为时间步数。以5400步所得的非定常流计算结果作为FW-H声学模型计算的初始值，噪声计算时间步数设置为1800步。

图3中柱面和扩散锥为机壳壁面，设置为3层边界层网格，每层网格厚度为0.1。

  

图3 内部流域网格划分

3 叶片旋转区域噪声计算点的布置

3.1 一级叶轮旋转区域噪声计算点的布置

2)噪声模型的选择：为节约计算资源，采用噪声比拟模型(FW-H模型)。

  

图4 坐标系

  

图5 旋转区域截面及计算点所在位置(mm)

3.2 二级叶轮旋转区域噪声计算点的布置

4)边界条件的设置：把进口压力设置为额定压力5050Pa，出口压力设置为背压值0。叶轮的旋转区域采用滑移网格，一级叶轮转速设置为额定转速3000r/min，二级叶轮转速设置为-3000r/min。

拓宽双边合作渠道。进一步挖掘国际合作潜力，扩大合作领域，丰富合作内涵，完善合作机制。继续坚持高层次的交流与务实合作，坚持发达国家与发展中国家并重。积极落实与芬兰等国的合作谅解备忘录，举办中巴等双边定期交流会，落实2013年高访活动达成的合作意向。结合水利中心任务和重点工作，学习引进国外先进的理念、技术和经验教训，避免工作中走弯路。进一步深化南南合作，展示负责任大国形象，同时推动中国水利技术的输出。

4 叶片旋转区域噪声计算点的数值计算结果分析

4.1 一级叶轮旋转区域噪声计算点的数值计算结果分析

课程考核以思辨能力考核为主，即通过适当增加主观题来考察学生对解题思路和方法的掌握程度，提倡采用开放式答案，鼓励学生结合自己的专业来阐述观点。此外，学习是动态发展的，不能仅凭期末考试一锤定音，因此，要准确反映学生真实的学习效果，需构建以过程性评价为基准的多元化综合评价体系。

运用UG提取轴流式通风机模型的内部流域，为使进出口不出现回流现象，分别对进出口流域作加长处理，因为此模型为不可压缩流体，边界布置到2～4倍通风机的特征长度[16]。此模型的进出口特征长度为800mm，因此把进口加长1600 mm，出口加长3200mm。在运用hypermesh对流域进行网格划分时，对叶片进行非结构化网格划分并加密，如图2所示。由于壁面对湍流流动的影响较大，故在机壳壁面设置为3层边界层网格，每层网格厚度为0.1，如图3所示。共划分了约300万个网格。

  

图6 一级叶轮噪声计算点的频谱图

3)求解器及算法的选择：由于压力基耦合求解器(PBCS)具有计算内存少的优点，所以采用PBCS求解器。为加快收敛，采用POIS二阶迎风算法(second-order-upwind)。

  

图7 一级叶轮旋转区域不同截面各计算点的最大噪声分布图

4.2 二级叶轮旋转区域噪声计算点的数值计算结果分析

二级叶轮叶片数目比一级叶轮少，其旋转基频随之减小，由计算可得二级叶轮旋转基频为500Hz，其谐波频率为1000Hz、1500Hz、2000Hz、2500Hz。二级叶轮噪声计算点的频谱如图8所示，在二级叶轮建立的坐标系中，同样以坐标为(0，370，0)的计算点的噪声频谱图为例(二级叶轮旋转区域其他噪声计算点的频谱分布规律与此计算点类似)所示，声压级较大峰值所对应的噪声频率分别497.9Hz、1504.5Hz、2002.5Hz、2500.5Hz，其值与二级叶轮基频及谐波频率误差较小。对比一级叶轮的噪声频谱图发现，虽然二级叶轮的气动噪声同样以旋转噪声为主，但对气动噪声的影响不如一级叶轮强烈，主要是因为当气体经过一级叶轮后，由于二级叶轮反向转动使得二级叶轮旋转区域的紊流更加混乱从而导致涡流噪声的产生，从图8中可明显看到在基频及谐波频率附近的声压级产生了较大的波动。

  

图8 二级叶轮噪声计算点的频谱图

二级叶轮旋转区域不同截面各计算点的最大噪声分布如图9所示，分别取二级叶轮旋转区域5个截面上每个计算点噪声的最大声压级，以Y轴坐标值即噪声计算点离所在截面圆心的距离为横坐标，计算点的最大声压级为纵坐标，对比同一截面不同点的声压级发现由于二级叶轮旋转区域紊流絮乱导致旋转噪声产生的同时涡流噪声的影响增大，从而使得二级叶轮旋转区域噪声规律不明显，但从叶根到叶尖的过程中任然有着先增大后减小的趋势。对比不同截面各计算点的声压级，发现截面2、1的声压级曲线在截面4、5的下方即叶片前缘处的声压级小于后缘。

  

图9 二级叶轮旋转区域不同截面各计算点的最大噪声分布图

5 结 论

1)通过对FBD系列，额定功率为55kW，额定转速为3000r/min，额定压力为5050Pa的矿用轴流式通风机叶轮旋转区域的噪声模拟数值分析得出一级叶轮的气动噪声主要由因叶片周期旋转引起的离散噪声即旋转噪声组成；二级叶轮由于紊流絮乱导致涡流噪声明显从而使得二级叶轮的气动噪声主要由旋转噪声和涡流噪声组成。

三年如同三个世纪一样长。我无数次梦到米米，梦到一浩，梦到哥哥张天明夫妇的甜沫和油条。在上大学以前，我所有的早餐都是甜沫油条。我从五岁就跟着卖甜沫油条摆水果摊的张天明夫妇长大，我们住在芙蓉街有八家住户的大杂院里。父母在记忆中已经面目模糊。从跨进牢狱的第一天，我就开始思念哥嫂的甜沫油条，像思念米米一样一刻不曾停止过。

2)叶轮旋转区域，在远离轴心中即叶根到叶尖的过程中，噪声计算点的最大声压级先增大后减小。对一级叶轮而言，叶片前缘噪声略大于后缘；二级叶轮叶片的后缘噪声略大于前缘。

大数据时代的到来意味着更多新技术将成为各行各业发展的关键。但就目前情况来看，高校图书馆服务技术与大数据时代的要求还存在较大的差距，无法满足异地高校图书馆对资源异地整合的需求，由此导致异地高校图书馆成为信息孤单，资源的互通与共享遭受到强烈的阻碍。由此可见，如何提高高校图书馆服务技术是大数据时代高校图书馆服务工作急需解决的问题。而想要解决这一问题，高校图书馆需懂得如何利用大数据技术、云服务技术等进行高校图书馆异地资源融合的规范化管理。对此，笔者认为将大数据技术引入高校图书馆服务中，能够极大程度上提高当前高校图书馆服务技术水平，推动高校图书馆朝创新与智能的领域发展。

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