生物安全柜流动噪声的数值模拟

1.1 CAA基本原理

计算气动声学(CAA)是基于计算流体力学(CFD)与气动声学的交叉学科,采用数值计算的方法研究流体与固体边界间相互作用所产生噪声的非定常流动机理,是一种高效准确的计算方法,成功解决了现实工程中的气动噪声问题.它用计算机来代替实验装置,通过控制方程来求解气流流场变量的近似值,在此基础之上运用快速傅里叶转换(FFT)并结合FW-H方程对流场进行数值计算,将复杂流动的压力、流速、温度、声压级等物理量用图形输出,直观地展现出流场和声场的特性.随着数学和计算机科学的进步,CAA也得到很大的进步,模拟结果越来越普遍适用[6,7].

1.2 几何模型生物安全柜实物如图1所示,安全柜模型的尺寸与实物尺寸相同.操作空间柜体为梯形(只有前窗面为倾斜面),长1170mm;宽:上面460mm、底面610mm;高680mm.高效过滤器的尺寸为:长1170mm、宽460mm、厚69mm;按照《Ⅱ级生物安全柜》(YY 0569—2011)要求取前窗最大开启高度200mm计算;以安全柜左、后、下方的柜体角为坐标原点建立X、Y、Z坐标轴,并以操作台XY面为参考基准面,所建立的物理模型如图2所示.