閥門內(nèi)漏的聲場(chǎng)數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文以承壓閥門氣體內(nèi)漏這一工程問題為背景,研究針閥,球閥和閘閥的聲學(xué)檢測(cè)與評(píng)價(jià).閥門內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)比較復(fù)雜,氣體噴流流場(chǎng)與聲場(chǎng)相互作用,相互影響,從理論上很難準(zhǔn)確分析氣體噴流聲場(chǎng)的特性.本文采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,通過對(duì)閥門氣體內(nèi)漏聲場(chǎng)進(jìn)行模擬,分析閥門氣體內(nèi)漏發(fā)聲機(jī)理及聲場(chǎng)特性,模擬分析結(jié)果對(duì)閥門氣體內(nèi)漏聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)提供理論依據(jù).閥門氣體內(nèi)漏過程產(chǎn)生的高速射流噴注不僅輻射四極子噪聲,而且不均勻的氣流還對(duì)噪聲的傳播起擾動(dòng)作用.

2、所以分析閥門內(nèi)漏的流動(dòng)狀態(tài)及噴射噪聲源的位置,強(qiáng)度,擾動(dòng)速度的分布等情況可為內(nèi)漏噪聲場(chǎng)的數(shù)值模擬提供基礎(chǔ).內(nèi)漏流場(chǎng)的模擬采用雷諾平均N-S方程和k-ε湍流模型作為控制方程,在空間上采用有限體積方法(FVM)二階迎風(fēng)格式對(duì)控制方程進(jìn)行離散,時(shí)間上采用四階Runge-Kutta法進(jìn)行積分,流速和壓力偶合采用SIMPLEC算法.根據(jù)閥門氣體內(nèi)漏流場(chǎng)模擬結(jié)果,得到擾動(dòng)速度的分布函數(shù),為閥門氣體內(nèi)漏聲場(chǎng)模擬奠定基礎(chǔ).閥門氣體內(nèi)漏噴流聲場(chǎng)的數(shù)值模擬

3、采用加載速度擾動(dòng)的聲波動(dòng)方程為控制方程,運(yùn)用無條件穩(wěn)定,高精度的加權(quán)平均三層隱格式差分方法,邊界上綜合運(yùn)用Clayton-Engquist-Majda無反射邊界條件和Dirichlet全反射邊界,采用MATLAB軟件進(jìn)行編程計(jì)算和結(jié)果可視化輸出.完成了軸對(duì)稱射流噪聲場(chǎng)及三種閥門氣體內(nèi)漏聲場(chǎng)的數(shù)值模擬,同時(shí)分析不同上游壓力和內(nèi)漏狀態(tài)對(duì)閥門內(nèi)漏聲場(chǎng)的影響及其聲場(chǎng)特性,得到上游壓力及內(nèi)漏狀態(tài)對(duì)內(nèi)漏發(fā)聲的影響規(guī)律.建立閥門氣體內(nèi)漏聲學(xué)檢測(cè)模擬實(shí)