噪音被称为“看不见的杀手”，随着现代工业和城市化的快速发展，噪音的类型也更加多样。迄今为止，噪声污染已成为世界七大公害之一，为了呼吁人们重视噪音引发的问题，构建安静的生活秩序，从2003年开始，将每年的4月16日正式确定为“世界噪音日”。

值得一提的是，噪音不仅仅会引发听力损伤，还会引起一系列其他疾病，例如高血压、高血脂、糖尿病等，更有甚者会出现睡眠障碍、心血管疾病，因噪音而引发的死亡现象也不在少数。

如何拥有安静的室内外环境成为了大家所关心的话题。依必安派特风机广泛使用于通风及制冷设备，为了有效降低噪音，还“静”于人，广泛的声学测试是我们开发理想风机的重要组成部分。追踪风机中的声源并非易事，虽然目前已有较为先进的气动仿真软件，但是气动声学的仿真仍然处于研究阶段，实验研究在这方面颇有帮助。

使用麦克风矩阵进行波束成形

依必安派特的专家们运用在旋转风机上定位声源的实验方法，作为复杂的气动声学仿真的补充，即波束成形法（Beamforming）。其核心是一个圆形的麦克风矩阵（图1），80个麦克风分为两层布置。麦克风矩阵置于风机测试台的吸风侧，以测量声波传播到每个麦克风的时间差。然后，通过复杂的算法，根据已知的风机转速，评估30秒内获得的数据。结果表明，波束成形法检测到的数据与气动声学仿真相符。同时，实验结果也为数值模拟的检查和优化提供了依据。

图1：风机测试台的吸风侧使用圆形麦克风矩阵，其中80个麦克风分为两层布置。（照片来源：依必安派特）

实验结果揭示了典型轴流风机的两个主要噪声源：叶轮和导风圈之间的叶顶间隙的气流以及吸风侧湍流（图2）。在叶顶间隙处，排风侧和吸风侧之间的压力差使空气聚集于风机叶轮的叶顶处。气流与边缘相互作用，即叶轮表面和周围的导风圈相互作用，形成湍流，噪音增加高达10dB。

图2：吸风侧湍流和叶顶间隙气流会增加噪声水平，当风机处于密闭空间时，吸风侧湍流尤其关键。（照片来源：依必安派特）

当风机处于密闭空间时，吸风侧湍流尤其关键。例如，我们选择一个用于热交换器的箱体，用麦克风矩阵进行测试，在导风圈上出现了不断循环的回流区域，即空气涡流。然后吹向风机和导风圈之间的间隙*窄处，两边的涡流在这里汇合，这些“涡流串”会产生巨大的紊流（图3）。结果，在叶轮的前边缘处出现了相当大的压力和速度波动，尤其是在低频范围内有时会引起巨大的噪音。叶顶噪声包含了宽带噪声和窄带噪声，即人们日常生活中经常听到的令人不悦的“嗡嗡”声。

图3：风机在箱体中的湍流分布情况。（照片来源：依必安派特）

追根溯源，解决噪音

确定了噪声源之后，就可以采取措施来改善风机的气动声学性能。研究发现，叶顶和导风圈之间的间隙大小对噪音水平有很大影响。间隙越小，噪音水平越低，但是基于生产的可行性，间隙尺寸无法小于某个特定值，否则叶轮顶端会卡在导风圈上。这时翼尖小翼能发挥出巨大优势，这些附加在叶顶上的弯曲端帽优化了叶顶间隙的空气流动，避免湍流的形成，*终使噪音降低了10dB。

图4：不论外壳的结构和安装情况如何，带有导流栅（FlowGrid）的风机实际运行的噪声值与实验室测试条件下的噪声值一致。（照片来源：依必安派特）

此外，还需考虑由安装情况引发的吸风侧湍流。比较推崇的方法是：优化进入风机的空气，可减少湍流及因此产生的恼人的低频噪声。为此，依必安派特开发了一种特殊的导流栅（FlowGrid），其作用类似于进气气流整流器，它可以显著降低流入通道时产生的噪声干扰，适用于轴流风机和离心风机（图4）。不论外壳的结构和安装情况如何，风机的实际噪声值都与实验室测试条件下的噪声值一致。由此可见，气动声学测试是优化风机的一个重要方法。未来将会发生什么很值得期待，不过可以肯定的是，依必安派特的节能风机将变得更加静音。