柜式离心通风机蜗壳优化设计方法的研究进展横截面面积的圆周变化、横截面形状、横截面的径向位置、蜗壳入口位置、蜗舌的结构是蜗壳的五个主要几何参数。其中蜗舌的位置、角度和形状，在避免内部冲击、减少分离损失和降低噪声等方面起着重要的作用。蜗壳的各几何参数对风机内部流动的影响并不是***的，它们之间既相互关联，又相互影响，因此，在确定这些几何参数时要进行考虑。采用数值计算与响应面法相结合的手段对蜗壳的三个主要几何参数(蜗壳出口的扩张角、叶轮的露出长度、蜗舌间隙)进行了优化，结果表明通过优化蜗舌间隙和叶轮的露出长度，不仅可以提高风机的效率，还可以降低风机的A声级噪声。按一维设计理论(等环量法)蜗壳型线应为一条对数螺旋线。通过对方程的简化处理，柜式离心通风机按照等边基元法和不等边基元法可以快速完成蜗壳型线的绘制。柜式离心通风机采用改进的等边基元法绘制离心风机的蜗壳型线，通过数值计算与实验研究，结果表明采用改进的等边基元法绘制蜗壳型线，不仅可以提高离心风机的效率，还可以降低风机的噪声。（3）基于计算机技术，利用各种CFD（计算流体力学）数值模拟技术建立离心风机性能预测模型。在蜗壳型线一维设计理论的基础上，通过考虑气体粘性因素的影响，对风机原外壳进行了改进。研究结果表明，通过考虑气体粘性，对蜗壳型线进行改进，可以减小蜗壳内的流动损失，提高风机的效率。

本文主要完成设计柜式离心通风机的稳态和瞬态数值计算，在瞬态数值计算结果稳定后，采用FW-H模型计算设计风机的气动噪声值。根据数值计算结果，得出以下结论：

（1）通过比较设计风机样机和斜槽离心风机样机的数值计算结果，可以看出在设计流量条件下重新设计的离心机，风机的总压值高于E设计目标，效率68%，效率比样机高19.9%，总压值由4626pa提高到5257pa，均满足合作单位的性能要求。

（2）通过观察原型风机和斜槽风机叶片通道的流线图，可以看出设计风机的长、短叶片吸力面分离较弱，但没有强涡流区。与样机的内部流程相比，该流程有了很大的改进，效率也有了很大的提高。

（3）根据计算出柜式离心通风机的噪声频谱，可以看出设计风机的声压在1100Hz时有一个峰值，声压值为58dB。在远场噪声计算中，随着受流点到叶轮中心距离的增加，风机噪声值呈下降趋势。

研究结果表明，柜式离心通风机叶片结构复杂，不仅使风机难以加工，而且增加了风机内部的流动损失，降低了风机的效率。为了提高柜式离心通风机的总压和效率，对斜槽离心风机进行了改进和设计。采用数值计算方法对斜槽离心风机的内部流动进行了分析，并根据内部流动规律进行了相应的改进和设计工作。通过查阅大量的离心风机优化设计文献，深入了解风机不同结构参数对风机内部流动特性的影响，并采用数值计算方法建立风机三维模型，划分网格，柜式离心通风机采用N-S方程，结合W。利用SSTK-U湍流模型，模拟了斜通道风机的原型。通过对样机计算结果与原始测量数据的比较，详细分析了SSTK-U湍流模型的精度，为离心风机数值计算选择湍流模型提供了良好的参考。通过观察风机不同截面的等值线和流线图，分析了风机的内部流动特性，为离心风机的改进提供了思路。对流项采用二阶迎风格式离散，扩散项采用二阶中心格式离散，时间项采用二阶隐式格式离散。在斜槽离心风机样机的基础上，提出了三种改进方案：向内延长风机短叶片可减少短叶片吸力面分离，提高风机效率2.3%；增大风机叶轮旋转直径可提高总压。风机的压力值，效率基本不变，增大蜗壳舌与风机叶轮之间的间隙，可使风机总压值提高到4711pa，效率提高2.1%。

因此，柜式离心通风机选择了LHS方法对离心风机的实验数据进行采集。柜式离心通风机在实验的初始阶段，收集的数据不应超过总实验数据的25%。假设收集的总数据n=10天（d为输入变量的维数），初始实验中收集的实验数据n 0应满足n 0<0.25n=2.5d的要求，因此本文采用n 0=0。实验初期采用25N作为实验数据。数据采集的硬件实现方案如图1所示。首先，用传感器测量被测通风机的入口压力、温度、流量和转速。然后将测量数据通过总线传输到DAQ数据采集系统。柜式离心通风机的DAQ数据采集系统通过I/O设备将数据打包到上位机中。由于变量之间的维数差异，采集到的数据没有直接应用于模型训练，因此有必要对数据进行规范化，即将无量纲数据转换为无量纲数据，并将采集到的数据映射到[0,1]的范围内，以提高模型的收敛速度和精度。模型。在瞬态计算结果稳定后，利用FW-H模型对设计风机的气动噪声进行了计算。模型训练和模型验证离心风机性能预测模型的训练结构如图2所示。该结构可分为两部分：数据采集与处理和模型训练。前者主要完成实验数据的采集和处理，后者实现了性能预测模型的建立和验证。首先，采用LHS方法采集离心风机的实验数据（入口温度、压力、流量和风机转速），并对柜式离心通风机数据进行处理，用于LSSVM模型。