葉輪、蝸殼和集熱器是離心風(fēng)機(jī)的三個主要部件。下面詳細(xì)介紹了各構(gòu)件及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究進(jìn)展。離心風(fēng)機(jī)葉輪的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉輪進(jìn)口直徑、高壓離心通風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)口寬度、葉片數(shù)、葉片進(jìn)出口安裝角度。對于風(fēng)機(jī)的整體性能，除葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)外，葉輪葉型直接影響風(fēng)機(jī)葉片通道內(nèi)的流動特性，對風(fēng)機(jī)的總壓和效率等性能參數(shù)也有很大的影響。目前離心風(fēng)機(jī)葉片型線主要有單圓弧葉片、雙圓弧拼接葉片、S型葉片和等減速流型葉片。此外，學(xué)者們還研究了三維葉片技術(shù)和扭葉片。根據(jù)葉片出口安裝角度的不同，葉片的安裝方式有三種：前向、徑向和后向。許多學(xué)者對上述葉片型線的性能進(jìn)行了大量的研究，并深入分析了不同葉片結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點。對單圓弧葉片和恒減速葉片離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動特性進(jìn)行了實驗研究。結(jié)果表明，等減速流型的葉輪不僅使葉輪通道內(nèi)的壓力梯度變化更為規(guī)律，而且有效地削弱了高壓離心通風(fēng)機(jī)葉輪出口的射流尾流結(jié)構(gòu)，從而有效地降低了離心風(fēng)機(jī)的流量損失、擴(kuò)散損失和出口。其優(yōu)點是避免了直接數(shù)值模擬計算量過大的問題，但這些經(jīng)驗?zāi)Ｐ椭贿m用于有限的環(huán)境。與單圓弧葉片相比，有效地提高了混合損失的效率。

離心風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計算方法采用第二章所述的穩(wěn)態(tài)計算方法。計算結(jié)果收斂后，將收斂結(jié)果作為瞬態(tài)計算的初始值。湍流模型仍然是sstk_uuu。采用隱式分離法求解離散方程。高壓離心通風(fēng)機(jī)的壓力修正采用簡單算法進(jìn)行。對流項采用二階迎風(fēng)格式離散，擴(kuò)散項采用二階中心格式離散，時間項采用二階隱式格式離散。時間步長由公式確定。離心風(fēng)機(jī)空氣動力噪聲的計算離心風(fēng)機(jī)運行時產(chǎn)生的噪聲主要包括機(jī)械噪聲、電磁噪聲和空氣動力噪聲。離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部是復(fù)雜的三維非定常渦噪聲。以出口壓力作為衡量離心風(fēng)機(jī)性能的指標(biāo)，采用LSSVM建立離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測模型。復(fù)雜流場結(jié)構(gòu)與氣動噪聲的相關(guān)性是氣動噪聲研究中的一個難題。

為了了解三維流場結(jié)構(gòu)對氣動噪聲的影響，在氣動噪聲預(yù)測中，采用條帶理論方法確定葉片表面的氣動參數(shù)。近年來，風(fēng)機(jī)流場結(jié)構(gòu)的研究取得了很大進(jìn)展。在風(fēng)機(jī)氣動噪聲預(yù)測中，建立了相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型，介紹了復(fù)雜流場的數(shù)值模擬技術(shù)，進(jìn)行了考慮三維流場的氣動噪聲預(yù)測計算，研究了流場結(jié)構(gòu)對高壓離心通風(fēng)機(jī)氣動噪聲的影響。討論了如何有效地控制風(fēng)機(jī)內(nèi)部流量，降低風(fēng)機(jī)噪聲。高壓離心通風(fēng)機(jī)采用多耦合仿生設(shè)計和數(shù)值計算方法，研究了仿生葉片的降噪機(jī)理。結(jié)果表明，仿生葉片的鋸齒后緣結(jié)構(gòu)可以有效地改變?nèi)~片后緣脫落渦的結(jié)構(gòu)和頻率，從而減小葉片表面的壓力波動和氣流對葉片前緣的影響，使A計權(quán)聲壓級提高。風(fēng)機(jī)的EL可降低2.1db。Seung-heo等人[64]將葉片的線性后緣改為S形后緣，結(jié)果表明，S型后緣葉片能有效地降低空調(diào)風(fēng)機(jī)的噪聲，使高壓離心通風(fēng)機(jī)噪聲降低到2.2dB左右。高壓離心通風(fēng)機(jī)采用多耦合仿生設(shè)計和數(shù)值計算方法，研究了仿生葉片的降噪機(jī)理。當(dāng)S型后緣角為5度，葉片傾角適當(dāng)增大時，可有效降低空調(diào)風(fēng)機(jī)噪聲。

因此，高壓離心通風(fēng)機(jī)選擇了LHS方法對離心風(fēng)機(jī)的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。高壓離心通風(fēng)機(jī)在實驗的初始階段，收集的數(shù)據(jù)不應(yīng)超過總實驗數(shù)據(jù)的25%。假設(shè)收集的總數(shù)據(jù)n=10天（d為輸入變量的維數(shù)），初始實驗中收集的實驗數(shù)據(jù)n 0應(yīng)滿足n 0<0.25n=2.5d的要求，因此本文采用n 0=0。實驗初期采用25N作為實驗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集的硬件實現(xiàn)方案如圖1所示。首先，用傳感器測量被測通風(fēng)機(jī)的入口壓力、溫度、流量和轉(zhuǎn)速。然后將測量數(shù)據(jù)通過總線傳輸?shù)紻AQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。高壓離心通風(fēng)機(jī)的DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過I/O設(shè)備將數(shù)據(jù)打包到上位機(jī)中。由于變量之間的維數(shù)差異，采集到的數(shù)據(jù)沒有直接應(yīng)用于模型訓(xùn)練，因此有必要對數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化，即將無量綱數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無量綱數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)映射到[0,1]的范圍內(nèi)，以提高模型的收斂速度和精度。模型。模型訓(xùn)練和模型驗證離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測模型的訓(xùn)練結(jié)構(gòu)如圖2所示。該結(jié)構(gòu)可分為兩部分：數(shù)據(jù)采集與處理和模型訓(xùn)練。在實際應(yīng)用中，總壓系數(shù)不僅與葉片出口安裝角有關(guān)，而且與葉輪的相對幾何尺寸有關(guān)。前者主要完成實驗數(shù)據(jù)的采集和處理，后者實現(xiàn)了性能預(yù)測模型的建立和驗證。首先，采用LHS方法采集離心風(fēng)機(jī)的實驗數(shù)據(jù)（入口溫度、壓力、流量和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速），并對高壓離心通風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用于LSSVM模型。