长方体模型多频降噪次级声源优化仿真

次级声源集中分布于变压器的一个侧面,共65个点声源位于同一垂直平面,距离变压器立面4m。相邻次级声源之间的水平距离为0.75m,垂直距离为0.80m。变压器侧面与次级声源之间放置9个误差传感器,距离变压器立面3m,用来测量降噪效果。次级声源和误差传感器的具体分布:首先实现了100Hz的单频降噪效果,取得了较好的降噪效果,并由此推广到多频降噪。100Hz是变压器铁芯振动产生噪声的基频分量,未降噪时在9个误差传感器处测到的100Hz噪声分贝值:可以看出9个误差传感器处100Hz的噪声值集中分布在50~60dB,由误差传感器位置的不同各点的噪声值略有差异,实测中发现,变压器周边环境声场背景噪声大约为40dB。

为了实现较好的100Hz有源降噪效果,首先对次级声源的幅值和相角进行优化,将次级声源的幅值和相角大致分为几个区间,通过遗传算法选出降噪效果最好的幅值和初相角K间范围。次级声源的初相角在0~330°范围内均分为12个区间,其幅值分别取变压噪声源幅值的0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5倍。

针对每一对初相、幅值组合,均计算其降噪量,获得降噪量随次级声源初相角和幅值的变化关系。通过计算可知,当次级声源幅值为变压器噪声幅值的0.05倍,初相角为300°时可以取得最佳降噪效果。然后固定次级声源的源强,优化次级声源的数目和位置,当次级声源的数目为18时,取得降噪效果和经济性的最佳平衡。最后根据次级声源的数目和位置对次级声源的相角和幅值进行精确调节,优化降噪效果,采用遗传算法对幅值和初相角在小区间内进行微调。在施加了合理的次级声源之后,9个误差传感器处在100Hz噪声值大约降低了15dB,取得了比较明显的降噪效果。这说明本文所采用的有源降噪方法有很高的实用价值,下一步将此方法推广到电力变压器的多频有源降噪。

为了实现多频降噪的效果,将之前100Hz降噪中采用的65个次级声源分成两组,其中30个用来实现100Hz的有源降噪,35个用来实现200HZ的有源降噪,分组方式为横向按列间隔分布。