管路的流致振动及噪声研究

发布时间：2017-04-04 11:03

  本文关键词：管路的流致振动及噪声研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：管路系统的振动噪声对于潜艇辐射噪声的贡献不容忽视，，研究管路的振动特性和发声机理对于管路系统的设计制造至关重要。管路系统的振动主要包括动力装置激励、壳体振动传递和管内流体脉动激励；管路系统的噪声主要包括泵源的传递噪声、结构振动的辐射噪声以及流体的流动噪声。本文以直管和弯管为研究对象，利用数值方法对流致振动、振动声辐射和流致噪声等问题进行了计算和分析，具体如下： 第一，归纳总结了管路系统噪声种类，阐述了水动力噪声的发声机理和数学模型，给出了管路系统噪声的控制方法。 第二，利用APDL、CCL和MATLAB等语言编制了ANSYS与CFX之间的流固耦合插值程序。该插值程序不仅可以实现流体载荷的重复加载，而且可以分别实现时域和频域上的振动响应计算。通过计算得到：一定速度下，对于简支边界条件下的直管和弯管结构，其壁面加权振动总级的大小与管内流体速度的大小成抛物线关系。 第三，详细介绍了ACTRAN计算流致噪声的过程，利用ANSYS和ACTRAN进行了管壁振动声辐射的分析，利用CFX+ACTRAN进行了管内流致噪声的分析。一定速度下，管壁辐射声功率总级、管内流致噪声声压总级和管内流致噪声辐射声功率总级均与管内流体速度的大小成抛物线关系。 最后，对本文的计算内容进行了总结和归纳，并总结了相关规律。本文得到的规律可为管路设计提供依据和参考。
【关键词】：管路 数值模拟 流致振动 流致噪声 声辐射
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U664.84
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 课题来源8-9
• 1.2 目的和意义9
• 1.3 流致振动的研究现状9-11
• 1.4 流致噪声研究现状11-13
• 1.5 结构振动声辐射研究现状13-17
• 1.6 本文研究内容17-18
• 2 管路系统的噪声及控制方法18-32
• 2.1 机械噪声18
• 2.2 水动力噪声及数学模型18-29
• 2.3 管路系统噪声的控制方法29-32
• 3 研究方法分析32-45
• 3.1 大涡模拟（LES）32-34
• 3.2 FSI 插值算法34-37
• 3.3 流致噪声分析方法37-40
• 3.4 振动声辐射40-41
• 3.5 相关评价变量定义41-45
• 4 管路元件振动分析45-70
• 4.1 直管流场分析45-53
• 4.2 直管流致振动分析53-62
• 4.3 弯管流场分析62-67
• 4.4 弯管流致振动分析67-70
• 5 管路元件声学分析70-80
• 5.1 直管振动声辐射分析70-74
• 5.2 弯管流致噪声分析74-80
• 6 全文总结与未来展望80-82
• 6.1 全文总结80-81
• 6.2 未来展望81-82
• 致谢82-84
• 参考文献84-92
• 附录Ⅰ 攻读学位期间发表论文目录92-93
• 附录Ⅱ 流致振动插值程序93-99

【参考文献】

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本文编号：285396