离心式海水泵流噪声仿真与实验研究

发布时间：2020-04-30 23:55

【摘要】： 随着动力装置降噪技术的进步,海水管路系统中流噪声的重要性得以凸现并日益受到人们的重视。掌握管路系统噪声的源特性是对其实行降噪的基础。作为海水管路系统中的一个主要噪声源,离心泵的噪声是管路系统噪声的重要组成部分。因此,本文通过采用数值仿真与实验测量两种方法,对离心式海水泵的流动及噪声特性进行研究,以期为离心泵的降噪提供依据。 论文首先采用CFD方法及滑移网格技术对某型离心式海水泵内部流场进行三维非稳态数值模拟,研究了其内部流动特性。其次,根据四端网络法的测量原理,搭建了实验台,测量了该泵进出口的流噪声并分析了各水力参数对其噪声特性的影响;最后通过对实验数据的进一步处理,得出了描述离心泵噪声源特性的重要参数。 通过对数值仿真及实验测量结果的分析发现,离心泵内部流动复杂且具备一定的规律,蜗舌附近的压力梯度和速度梯度比较大;叶轮和蜗壳之间的相互作用是产生诱导流噪声的主要原因,且离心泵的流量和转速对其诱导噪声有着显著的影响。作为本文的一个突出点,采用四端网络法可以较为准确地描述离心泵诱导噪声的源特性,这对离心泵流噪声源特性的进一步研究具有参考价值,进而有助于管路系统的噪声控制。
【图文】：

图 2.1 湍流数值模拟方法直接数值模拟方法（DNS）即对三维非稳的 Navier-Stokes 方程直接求上讲是可以获得湍流流场的全部信息。实际上，由于湍流包含很宽围，若要对高度复杂的湍流运动进行直接的数值计算，须采用很小空间步长，，才能分辨出湍流中详细的空间结构及变化剧烈的时间特算量非常庞大，对计算机内存空间和计算速度的要求也非常高。因S 目前只用于计算简单的湍流，但仍然具有较大的计算量。湍流研究者提出了多种非直接数值模拟方法，用来对湍流进行计算，其中最为广泛的两种湍流模型是大涡模拟（LES）和雷诺平均ANS）。按照湍流的涡旋学说，湍流的脉动与混合主要是由大尺度的涡造成度的涡从主流中获得能量，它们是高度的非各向同性，而且随着流而异。大尺度的涡通过相互作用把能量传递给小尺度涡。小尺度涡用是耗散能量，它们几乎是各向同性的，而且随着不同流动中的小有许多共性。这样就导致了大尺度涡模拟的数值解法。该法用非稳

( )21, , 1, 22 2,2i j i j i ji juu u uO hx h+ += + （2-11、二阶迎风格式风格式与中心差分格式相比，在确定界面的物理量时考虑了流动方向风格式与一阶迎风格式的相同点在于，二者都通过上游单元节点的确定控制体积界面的物理量。但一阶精度会出现发散的数值误差，使这种误差变小；二阶迎风格式不仅需用到上游最近一个节点的值到另一个上游节点的值。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH311

【引证文献】

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1 王强;广谱式水消声器研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

本文编号：2646318