對旋式通風(fēng)機全流場內(nèi)壓力脈動及氣動噪聲特性的數(shù)值研究.pdf

1、對旋風(fēng)機因其結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用方便，以及在壓力特性和反風(fēng)性能方面的一些優(yōu)點，近年來在礦井通風(fēng)、隧道換氣和鍋爐引風(fēng)等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此，對旋風(fēng)機效率的提高和噪聲的降低，必將帶來可觀的經(jīng)濟效益和顯著的社會效益。隨著計算機性能的提高和數(shù)值計算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于葉輪機械的設(shè)計研發(fā)過程當(dāng)中。
　　本文建立了對旋風(fēng)機從集流器進口到擴散器出口的全流場幾何模型，并采用適應(yīng)性強的非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格單元進行了適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃

2、分，使用滑移網(wǎng)格技術(shù)處理旋轉(zhuǎn)域與靜止域之間的動靜耦合；推導(dǎo)出描述對旋風(fēng)機內(nèi)部三維非定常湍流的控制方程組，采用RNG kε?湍流模型使其封閉，并將其在空間域和時間域上離散；給定合理的邊界條件，應(yīng)用SIMPLE算法實現(xiàn)速度和壓力之間的耦合，完成了對旋風(fēng)機在設(shè)計工況下運行時的定常流動計算，然后以定常流動的計算結(jié)果作為初場完成了非定常流動的計算。
　　本文將計算流體動力學(xué)（CFD）、計算氣動聲學(xué)（CAA）和快速傅立葉變換（FFT）方法相結(jié)

3、合，在定常流動計算的基礎(chǔ)上，引入基于聲學(xué)類比理論的寬頻聲源模型，數(shù)值預(yù)測了對旋風(fēng)機氣動噪聲參數(shù)中聲功率和聲強級的分布情況；在非定常流動計算的基礎(chǔ)上，得到了風(fēng)機各通流部件內(nèi)氣流壓力脈動的時域和頻域分布，據(jù)此分析了風(fēng)機內(nèi)部氣流壓力脈動的主要頻率、強度及其在風(fēng)機內(nèi)部的變化規(guī)律。
　　通過定常和非定常流動的數(shù)值計算，獲得了壓力、速度、渦量等流場參數(shù)的分布規(guī)律，通過數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果和設(shè)計參數(shù)的對比，驗證了數(shù)值預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性；預(yù)測結(jié)果