氢燃料电池在发生化学反应给蓄电池充电的过程中产生大量的热量,需要散热风扇为氢燃料电池散热,为了满足氢燃料电池正常的散热要求,散热风扇的转速需要达到2700r/min,才能保证燃料电池的工作温度在80℃以下。这样散热风扇运转时,振动噪声非常大,直接影响车内的乘员舒适度,使得整车的舒适性明显比正常油车的舒适性差。因此,论文主要对氢燃料汽车散热风扇振动噪声的特性分析及控制研究,主要成果如下:(1)本文在使用传统NVH控制方法(如隔声和密封、吸声、阻尼降噪等)降低风扇噪声基础上,利用Solidworks和Catia三维软件,设计三维冷却风扇的前掠角、叶片厚度、形状、外径、内径等参数形成三维模型,通过合理降低轮毂比,减小安装角,增大前倾角,来改进冷却风扇的气动性能以及声学品质。(2)为了避免冷却风扇在工程应用当中的共振现象,本文利用Comsol和Ansys Modal软件对三维风扇模型加载气动力后,计算风扇固有频率,分析振动模态,研究冷却风扇在试际工程中模态振型的变化规律,求解风扇在不同转速下各阶次的共振转速。(3)建立冷却风扇RNG K-?和大涡模拟(LES)仿真模型,研究了风扇转动在流场中引起的湍流,大涡模拟可以高保真的描绘涡分裂造成的空气扰动,计算空气扰动激发的噪声,干涉噪声对整体噪声的影响。对比分析了不同安装类型的风架结构对散热风扇的气动性能及噪声影响,发现风架静子的数量越多,散热风扇的气动性能越差,噪声越大。根据散热风扇叶片表面压力脉动结果,采用流场与声场耦合的方法,计算冷却风扇在有限边界元当中,倍频声场的分布特点,求解倍频声功率的大小。最后,本文通过试验测试,对比风扇试验噪声与仿真噪声之间的误差,并且给出产生误差的原因。本文以氢燃料汽电池散热风扇振动噪声的特性分析及控制研究为主要内容,在试际应用中,7叶片风扇的气动性和声学特性比较好,使用双风扇更有利于系统整体气动性和声学特性。除此之外,本文的研究方法及思路也可以应用其他工业冷却风扇以及转子系统中,通过摸态分析、共振分析、流场仿真、声场仿真以及试验测试等方法,开发安全、低噪、高效性能的冷却风扇。