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申请/专利权人：邢台职业技术学院;华北电力大学(保定);国网河北省电力有限公司电力科学研究院

摘要：本发明公开了一种基于FEM‑BEM点线复合声源模型的调相机厂房噪声预测方法，属于电力设计技术领域，包括通过构建压力声学有限元（FEM）、压力声学边界元（BEM）和固体力学物理场，在物理场中构建包括点线复合噪声源的调相机厂房的有限元几何模型，通过引入多物理场耦合计算进行仿真计算，精准预测调相机厂房噪声值，实现对调相机声场的精准预测，本发明可有效获取调相机厂房准确的噪声预测，干涉场位置，共振弯曲等信息。预测方法获取的信息更加精准，依靠获取的预测数据对换流站调相机厂房进行设计指导更加有现实意义。

主权项：1.一种基于FEM-BEM点线复合声源模型的调相机厂房噪声预测方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤1：添加压力声学有限元FEM、压力声学边界元BEM和固体力学物理场；步骤2：建造调相机厂房有限元几何模型；在固体力学物理场中建造三维坐标系，在坐标系中根据调相机厂房工程图纸建造调相机厂房有限元几何模型，模型整体为长方体，主体为墙体，根据图纸在厂房模型中相应位置设置窗口、1#调相机本体声源、2#调相机本体声源、循环水泵声源、1#润滑油系统声源、2#润滑油系统声源和配电室声源，窗口设置有玻璃；步骤3：对调相机厂房有限元几何模型设置边界条件；步骤4：对调相机厂房有限元几何模型设置材料参数；步骤4具体为将调相机厂房有限元几何模型中玻璃材质参数和墙体材质参数分别输入完成设置；步骤5：对调相机厂房有限元几何模型内点线复合声源设置功率；步骤5.1：通过网格式布点对调相机厂房进行测试，发现高声压级位置出现在1#调相机本体、2#调相机本体、循环水泵、1#润滑油系统、2#润滑油系统和配电室附近，于是针对1#调相机本体、2#调相机本体、循环水泵、1#润滑油系统、2#润滑油系统和配电室附近设备进行声功率测算；步骤5.2：采用近场1m、2m双层布点法，即分别环绕1#调相机本体、2#调相机本体、循环水泵、1#润滑油系统、2#润滑油系统和配电室各设备发射断面外围1m和2m处布点，各测点之间间隔1m，距地面高度1.5m，每个测点进行5min连续测量声压，提取声压有效值；步骤5.3：分别对各位置双层布点法测得的两组数据求均值；步骤5.4：分别将各位置测得的均值带入实测声压级联立公式，等效计算得到各位置点声源声功率；联立公式如下： 其中，为测量瞬时声压，为T时间内坐标（x,y,z）处的声压有效值，为基准声压，值为，为声压级，为声功率级，r为声压测点距声源距离，分别取1、2m，W为声功率，为基准声功率，大小为；步骤5.5：由于循环水泵不仅在泵机处存在高值噪声，还在管道附近亦存在一定强度的声压级，单纯的点声源无法体现其声场特性，于是针对循环水泵系统设置线声源，具体为将循环水泵系统的整个管道设置为一条线声源，线声源功率计算和点声源功率计算原理相同，线声源功率计算如下： 其中，为水泵系统的线声源声功率级，为声压测点距水泵管道的垂线距离，分别取1、2m，N为每条水泵管道的泵机、转弯处和法兰连接处总和；将计算求得的各位置1#调相机本体点声源、2#调相机本体点声源、循环水泵线声源、1#润滑油系统点声源、2#润滑油系统点声源和配电室点声源的声功率输入调相机厂房有限元几何模型中；完成各位置点、线声源功率设置步骤6：对调相机厂房有限元几何模型外无限空域设置压力声学边界元物理场；步骤7：添加多物理场耦合接口，设置耦合条件进行多物理场耦合；步骤7具体为添加边界元与有限元的多物理场耦合接口，利用COMSOL软件将边界元和有限元进行耦合计算，使耦合边界数值计算结果收敛；步骤7具体步骤如下：步骤7.1：将所建1#调相机本体声源、2#调相机本体声源、循环水泵线声源、1#润滑油系统声源、2#润滑油系统声源和配电室声源与调相机厂房有限元几何模型内部有限元域设置为压力声学域；步骤7.2：将墙体与玻璃设置为固体力学域；步骤7.3：在压力声学域和固体力学域边界处设置压力声学-固体力学耦合边界条件为： 式中——外边界x方向声压Pa； ——外边界y方向声压Pa； ——外边界z方向声压Pa； ——外边界总声压Pa； F——结构所受载荷N； ——结构中的加速度； ——结构振动的势函数； n——结构表面的法向量；步骤7.4：将调相机厂房有限元几何模型之外设置为压力声学边界元，将该边界元域与调相机厂房有限元几何模型交界处设置固体力学-压力声学边界元耦合边界条件为：式中——边界元x方向声压Pa； ——边界元y方向声压Pa； ——边界元z方向声压Pa； ——外边界总声压Pa； F——结构所受载荷N； ——结构中的加速度； ——结构振动的势函数； n——结构表面的法向量；步骤8：对调相机厂房有限元几何模型进行网格划分；对网格类型参数进行设置，包括网格形状，最大单元尺寸，最小单元尺寸，最大单元增长率，曲率因子，狭窄区域分辨率；参数设置具体为设置网格类型为自由四面体，其中网格最大单元为0.64m，最小单元为0.08m，最大单元增长率为1.45，曲率因子为0.5，狭窄区域分辨率为0.6；步骤9：进行数值计算与仿真分析，得到噪声预测结果。

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