旋流泵内流特性与流致噪声特征关联性的研究

发布时间：2020-12-28 04:32

　　随着经济及工业的发展,噪声污染日益成为社会关切的热点问题。目前针对离心泵噪声的研究多集中于通过改进水力设计,减少泵内非理想的流动,从而降低噪声发声强度,但针对流动与流致噪声之间特征关联性的研究很少。因此,本文以自主设计的旋流泵为研究对象,利用RNG k-ε模型进行定常计算得静压及速度云图,不进行初始化,直接利用大涡模拟进行非定常计算,计算再次稳定后,同时输出速度场及流场结果,以输出静止域的速度场为源场,并利用噪声数值模拟软件ACTRAN进行噪声数值模拟,最后提取流场压力脉动及声场声压级的频域信息做关联性分析。通过对不同工况下数值模拟结果进行对比,分别研究旋流泵无叶腔内的流动特性及噪声发声特征,结果分析如下:流场方面,旋流泵无叶腔内的流场分布情况随着流量变化有明显的差异,并直接决定了泵内的流动形态,非定常计算结果表明,无叶腔内存在界限分明的两种涡系;声场方面,噪声总声压级大小与流量有关,沿声传播方向出现了间隔峰值的平面波特征,转频及其倍频是声传播的主要频段,一倍叶频以及其倍频下的噪声极少参与噪声传播过程,无叶腔内的流致噪声在不同频率下的声压级大小具有明显的指向性。接着根据上述流场特征,提... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 噪声研究方法进展
        1.3.2 离心泵噪声试验研究的发展现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 湍流模型和声学理论
    2.1 大涡模拟理论（LES）
    2.2 声学理论
        2.2.1 声学理论概述
        2.2.2 声类比理论
        2.2.3 ACTRAN在流致噪声中的应用
    2.3 本章小结
第3章 旋流泵内流特性的研究
    3.1 流场计算模型的建立
        3.1.1 研究对象及几何参数
        3.1.2 流场建模及网格划分
        3.1.3 初始条件与边界条件的设置
        3.1.4 控制方程的求解方法及控制参数的选择
    3.2 旋流泵无叶腔的内流特性分析
        3.2.1 不同工况下无叶腔流场静压云图的分布差异及分析
        3.2.2 不同工况下无叶腔流场速度云图的分布差异及分析
    3.3 旋流泵无叶腔内旋涡位置及其强度变化规律的分析
        3.3.1 不同工况下无叶腔内涡量分布及其演变机理分析
        3.3.2 设计工况下无叶腔内特征涡系的定位及分析
        3.3.3 不同工况下无叶腔内流动差别的分析
    3.4 本章小结
第4章 旋流泵无叶腔流致噪声发声的特征分析
    4.1 声源场计算模型及求解步骤
        4.1.1 声源场建模及网格划分
        4.1.2 声学模拟求解步骤
        4.1.3 边界条件的设置
    4.2 声源场流致噪声的特征分析
        4.2.1 不同工况下声源场声压级分布情况的分析
        4.2.2 设计工况下声源场流致噪声的发声特征
        4.2.3 不同工况下声源场流致噪声的发声特征
    4.3 本章小结
第5章 旋流泵内流特性与流致噪声特征关联的分析
    5.1 内流特性与流致噪声的特征提取
        5.1.1 内流特性的特征提取
        5.1.2 流致噪声的特征提取
    5.2 两场特征联系的分析
        5.2.1 设计工况下压力脉动与噪声声压级的特征关联
        5.2.2 不同工况下压力脉动与噪声声压级的特征联系
    5.3 本章小结
结论与展望
    一、结论
    二、展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：2943130