数值计算完成后，利用Virtual.Lab软件的generate image功能可获得六面体场点的声压级云图，并将其转换为A计权声压级，单位为dB（A）。由于是频域计算环境，所以可以得到叶片通过频率（叶频/基频）及其谐频的场点声压级云图，其前六阶六面体场点声压级云图如图7.23所示。
对图7.23中六面体场点的前六阶声压级云图分析可知：
叶片式抛送装置气动噪声在100Hz和200Hz时，较高的声压级主要集中在进料口处，且100Hz时高声压级的区域较大；气动噪声在300Hz时，较高的声压级主要集中在进料口处和出料管侧面；气动噪声在400Hz、500Hz、600Hz时，较高的声压级主要集中在进料口处、出料管侧面及出料口处。综合对比六个频率下的声压级云图可知，进料口处高声压级面积最大的区域出现在100Hz，且此时的最大声压级为各阶中最高声压级；在400Hz和500Hz时，出料口处高声压级区域的面积均较大，且在400Hz时的最大声压级为各阶中仅次于100Hz处的最大声压级。由此可知，100Hz和400Hz时的噪声对抛送装置的总噪声贡献最大，进料口处的声压级主要受100Hz的声压级影响，出料口处的声压级主要受400Hz的声压级影响；其他频率声压级的最大值与100Hz和400Hz声压级最大值有近10dB（A）的差值。这主要是由于噪声从进料口处直接向外辐射，噪声的衰减作用较弱；而出料口与声源（旋转叶轮）距离较远，要经过旋转区域、外壳及出料管的作用才能向外辐射，对噪声产生一定的衰减。不同频率的声波在抛送装置中的传播不仅受声波在空气中传播时频率越高衰减越严重的影响，而且也要受到抛送装置声模态特征的影响。400Hz与声模态的第6阶共鸣频率430.414（表7.2）避开率只有7.6%，声音经过外壳及出料管产生了共鸣而使声压级增大。
图7.23 六面体场点前六阶声压级云图
由各阶频率的声压级云图可知，100Hz时的声压级变化量为28.19dB（A），200Hz时的声压级变化量为21.04dB（A），300Hz时的声压级变化量为39.29dB（A），400Hz时的声压级变化量为39.71dB（A），500Hz时的声压级变化量为45.64dB（A），600Hz时的声压级变化量为48.13dB（A），可见随着频率的升高声压级的变化范围在逐渐增大。结合云图可以看出，随着频率的增加噪声辐射逐渐紊乱，不仅声压级变化范围在增大，而且场点上的噪声辐射变化也更加剧烈。这主要是由于随着频率的增加，出料口处辐射的噪声在增大，从而导致进料口处辐射噪声与出料口处辐射噪声的叠加效果逐渐明显的缘故。随着频率的增加，抛送装置声模态形态特征也更加复杂，导致抛送装置的辐射特征也更加复杂。
2.相交平面场点声压级云图分析
利用Virtual.Lab软件的generate image功能获得相交平面场点的声压级云图，并将其转换为A计权声压级，单位为dB（A），如图7.24所示。
由图7.24中平面场点的前六阶声压级云图可知：
抛送装置进料口处前六阶声压级云图的变化规律基本相似，但出料口处的声压级分布除涟漪状辐射为主外还夹杂有较多的突变，且突变区均为低声压区。这主要是由于声音辐射为球状辐射，且声波的传播存在干涉作用的缘故。所以，进料口辐射面为平面矩形，其辐射规律较稳定；而出料口辐射面为三个成角度的矩形，且有两个面相互垂直，所以出料口噪声辐射斜向下侧，且出现一定的干涉衰减。
平面场点的设置旨在研究试验测点（两平面交线外侧交点）处的声压级特征。由图7.24中可以看出，频率为100Hz、200Hz、300Hz时，进料口处的声压级大于出料口处的声压级；频率为400Hz、500Hz、600Hz时，进料口处的声压级小于出料口处的声压级；且频率为500Hz、600Hz时，进料口和出料口的声压级差值较小。这主要是由于进料口处的声辐射主要受声辐射衰减的影响，声波在空气中传播时频率越高衰减越严重；而出料口处的声辐射是经过出料管多次反射、叠加再对外辐射，还与外壳及出料管的声模态有关。总之，100Hz处进料口声压级最高。这主要是由于100Hz为基频[式（6.18），叶轮转速为1500r/min时]，能量较大，且衰减较小。400Hz时由于与外壳及出料管模态频率接近产生了共鸣，而使出料口及进料口声压级增大；500Hz时由于与外壳及出料管模态频率避开不易发生共鸣，故进料口和出料口的声压级较小且差值较小；600Hz时虽然与外壳及出料管模态频率接近，但由于600Hz声源能量非常小，故影响不大[56]。
图7.24 平面场点前六阶声压级云图
3.测量点声压级频谱分析
完成云图分析后，利用Virtual.Lab软件的vector to function conversion功能可获得用户自定义数据输出点的频谱图，并可改变其幅值的表示方法。
首先，分别定义进料口和出料口处两对平面场点的外侧交点为数据输出点。其次，以二维曲线的方式输出两个测量点的频谱图，并设定纵坐标表示方法为A计权声压级。得到入口和出口两个测量点的声压级频谱图，如图7.25所示。一般认为相差大于10dB（A）的两个声压级相加，声压级较小者对结果的影响可忽略，所以可知各测点的有效峰值见表7.1。
对图7.25中声压级频谱图及表7.1中的有效峰值分析可知，100Hz和400Hz的声压级对总声压级贡献最大，且出料口处400Hz时的声压级贡献最大，进料口处100Hz时的声压级贡献最大；有效峰值主要集中在100Hz和400Hz左右。
出口测点的声压级频谱图与入口测点的声压级频谱图波形类似，这是由于两个测点的噪声均是由扇声源（旋转叶轮）辐射的，故其基本特征一致。
图7.25 仿真测点声压级频谱图(www.daowen.com)
表7.1 各测点的声压级有效峰值
根据声压级叠加公式（7.7），仅考虑各有效峰值的声压级，可计算得到出料口测点的总声压级为86.71dB（A），进料口测点的总声压级为88.30dB（A）。
式中 Lp——总声压级（dB）；
Lpi——第i个声压级（dB）。
4.抛送装置声模态数值计算与分析
声波在叶片式抛送装置中的传播规律主要受装置几何参数、使用材料和声源位置等因素的影响，声模态是描述抛送装置内声音传播规律的一种有效方式[100]。与结构模态的位移分布特征类似，声模态以压力分布为特征[101]。
为了更好地理解抛送装置气动噪声的辐射特性和辐射规律，本节采用基于LMS Virtual.lab Acoustic软件的有限元方法对叶片式抛送装置声模态进行研究。
1）抛送装置的声场区域和流场区域一致，直接采用7.2节抛送装置内流场分析中建立的流场网格ICEM文件，将其中的3D网格输出为CGNS格式的网格作为声学有限元网格。
2）在Virtual.lab Acoustic的声学有限元环境中以导入声学网格方式（Import Acoustic Mesh）导入上述声场有限元网格，并设定单位为毫米。流体材料及流体属性均采用默认值。
3）加载声模态求解模块（Acoustic Mode Analysis Case），设定最高求解阶次为10，并开启并行计算模式。
通过上述流程，对叶片式抛送装置声模态进行数值计算，获得其声模态各阶频率，见表7.2，并以节点上的压力值显示各频率的计算结果，如图7.26所示。表7.2中，零频率即为刚体模态，又称其为零阶模态。
由图7.26可以看出，零阶模态虽然有云图变化，但从图轴可以看出各色块的声压值一致，即零阶模态为刚体模态；一阶模态声压主要沿纵向（Z轴方向）分布，且仅有一条节线（声压为零的色带）；二阶模态声压主要沿纵向分布，且有两条节线；三阶模态声压主要沿纵向分布，且有三条节线；四阶模态声压主要沿纵向和轴向（X轴方向）分布，且有三条纵向节线和一条轴向节线；五阶模态声压主要沿纵向、轴向和横向（Y轴方向）分布，且有三条纵向节线、一条横向节线和一条轴向节线；六阶到九阶模态的声压分布较复杂，且均为横向、纵向、轴向及环向分布的组合。
表7.2 声模态的共鸣频率
图7.26 声模态振型图
图7.26 声模态振型图（续）
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