要做好噪音防治工作，最首要的事就是要正確的辨識音源與其機制，同時評 估其相對的重要性 。一般噪音之型態依其位準隨時間的變化狀況，可分為穩定 的(stationary)與非穩定的(non-stationary)，其中非穩定噪音又可分為變動噪 音(fluctuating noise)、間歇噪音(intermittent noise)與衝擊噪音(impulsive noise)，如圖 1-1 所示。穩定噪音之聲壓位準在一定值附近只作小幅度的變動， 噪音(acoustic noise)， 振動噪音是由結構表面振動推擠鄰近介質所產生的聲 波幅射，圖 1-2 所示，如結構元件、傳動機構等，因傳動或振動所產生的噪音， 非齊性聲學波動方程式，為 Lighthill 方程式，並提出流場中的聲源為四極聲源 (quadrupole sources)，即紊流產生的聲源。Lighthill 將聲源部份利用實驗或 計算流體力學方法求得，在利用波動方程式計算其傳遞過程。Lighthill 方程式
是在自由空間下假設下得到的方程式，對於受邊界影響較不顯著的區域，如噴射 流問題上，Lighthill 的理論是適用的。接著 Curle[3]將 Lighthill 推廣到考慮 靜止固體邊界的影響，探討聲波在固體邊界上的反射與衍射， 並提出靜止表面 處的壓力擾動所產生的聲源為偶極聲源 (dipole sources) 。 接著， Ffowcs- Williams 等人 [4] 重新整理 Lighthill 方程式，由於推導過程是根據 Navier- Stokers 方程式而來且未有任何簡化，方程式中包含了單極聲源項、偶極聲源項 以及四極聲源項。因此，Ffows Williams-Hawkings 方程式的適用範圍比原始的 Lighthill 方程式更加廣泛。
隨著電腦運算速度的增快，便有越來越多的文獻利用 Lighthill analogy 的方法結合 CFD 對氣動噪音做出合理的預測與改善。William 在[5]中將氣動噪 音與計算流體力學的結合做出合理的預測與整理，其中包括有找出適合 CFD 應用 的統御方程式 、定義 CAA ( Computational Aero Acoustic ) 的適用範圍與方 法、CAA 中的邊界條件的定義。因此，其應用範圍也越來越廣，從小型冷卻風扇
除了以 Lighthill analogy 的方法外，也有文獻使用 Kirchhoff 方程式、
Linear Euler Equation(LEE)、Acoustic Perturbation Equation(APE) 等方法 計算聲場，Sarigul-Klijn 等人在[8]中利用 CFD 方法計算近場 (near-field)暫 態流場的壓力擾動，將近場壓力擾動結果帶入 Kirchhoff 方程式中以計算遠場 噪音(far-field noise)。Addad 等人在[9]中以商業軟體 Star-CD 計算暫態流 場，接著利用 LEE 計算聲場，並對渦流產生的機制與聲源的關係做比較，發現流
場中渦流所產生的位置與聲源所產生的位置幾乎相同。Ewert 等人在[10]中計算 機翼尾端的渦流噪音(vortex shedding noise)，以 LES 紊流模式計算可壓縮流 之紊流暫態流場，接著利用 APE 計算噪音。
在轉動機械噪音方面， Lowson 在[11]中考慮運動固體邊界與流體相互作用 的影響，以 Lighthill 方程式推導出求解任意運動之聲場方程式，並考慮渦流噪 音，對於轉動機械 (rotating machinery )，如風扇、直升機螺旋槳等的噪音預 測問題上均取得良好的結果。 Hodgson 等人在[12]中以實驗(test plenum)量測 三種電腦冷卻風扇在不同空氣流量及電壓下的噪音，並發現風扇噪音跟壓力成正 比，與空氣流量成反比。Maaloum 等人在[13]中探討入口條件對風扇在噪音與氣 動力方面的影響，發現以輪廓型管道(contoured duct)入口與在風扇前方加裝球 狀平滑裝置 (lack thereof) 可以降低風扇入口處之紊流強度，並減少了風扇噪 音，但風扇的流量與壓降不受影響。Jiang 等人在[14]中結合 CFD 與 Fukano model 計算分離式冷氣機的風扇噪音，利用商業軟體 Fluent 計算風扇葉片分離區的尾 流寬度(wake width)與相對速度，重新帶入 Fukano model 計算噪音，其結果比 原始的 Fukano model 更加準確。Wu 等人在[15]中根據 Lowson 的聲場方程式推 導出在自由空間下預測風扇噪音的半經驗方程式，並在垂直式葉片、前頃後頃式
其在高速運轉下的聲音則成為廚房主要的噪音來源。雖然探討氣動噪音的文獻眾 多，在實際的應用如風扇、車輛噪音改善上都取得不錯的成果。對於抽油煙機噪 音的研究則相對較少，然而抽油煙機是必備的工具，因此對於其噪音的改善則是 必要的。
本文的研究目的在於探討抽油煙機之流場與氣動噪音，以數值計算方法對抽 油煙機進行模擬與分析。首先， 利用 LES 紊流模式計算紊流暫態流場，接著以 Ffows Williams-Hawkings 聲場方程式計算其氣動噪音。針對抽油煙機流場與聲 場作分析，利用計算結果找出抽油煙機噪音源產生的位置，以作為改善抽油煙機 噪音之參考。
圖1-1 噪音型態 穩定噪音
間歇噪音
變動噪音
衝擊噪音
圖1-2 振動噪音示意圖
圖1-3 氣動噪音示意圖