船用泵机组振动噪声特性研究
发布时间：2022-07-12 16:19
本文的研究是在镇江市重点研发计划（GY2017001）和中船重工719研究所委托项目“叶片泵低噪声制造技术服务”（20190383）的资助下开展的。船用泵是现代船舶上品种和数量最多且作用十分重要的机械设备。据不完全统计,在船舶上除主机外的各种辅助机械设备之中,各种类型和不同用途的船用泵的总数量,约占船舶机械设备总量的20%-30%。其在运行过程中会产生很大的振动噪声,这会造成许多负面影响,所以对于低振动低噪声的船用泵设计已成为迫切的要求。目前针对船用泵机组的振动噪声问题的研究还存在诸多问题,对于船用泵机组振动,现有对于激励源类型以及途径还缺乏深入研究,且大都忽略了电机振动所带来的振动影响。对于船用泵噪声,流体诱导噪声被认为是泵机组的主要噪声来源,现有研究缺乏兼顾声场与结构场的耦合作用下不同性质噪声源的识别及其在内外场中的贡献。本文采用数值计算和试验验证相结合的研究方法,对比分析了不同激励源对于船用泵机组振动噪声的影响规律,捕捉主要振动以及噪声。探寻动静间隙关键参数以及过流壁面粗糙度对主要振动噪声的影响,为船用泵减振降噪以及优化效果的评价提供理论依据。主要工作和创造性成果如下:1.系统地...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 泵机组振动噪声研究现状
1.2.1 泵机组振动问题研究现状
1.2.2 泵机组噪声问题研究现状
1.3 动静干涉对泵机组振动噪声响研究现状
1.3.1 基圆直径对泵组振动噪声影响
1.3.2 隔舌安放角对泵组振动噪声影响
1.4 壁面粗糙度对泵组振动噪声影响
1.5 论文主要研究思路和内容
第二章 船用泵机组振动产生机理及数值分析
2.1 泵机组内流场及流体激励源分析
2.1.1 流体计算域模型
2.1.2 蜗壳壁面受力分析
2.1.3 叶轮受力分析
2.2 泵机组内电磁场及电磁力分析
2.2.1 电机计算模型
2.2.2 电磁激励计算结果及分析
2.3 船用泵机组模态响应分析
2.3.1 船用泵机组有限元模型建立
2.3.2 船用泵机组模态结果及分析
2.4 振动性能评价方法
2.5 流体激励诱导泵机组振动
2.5.1 船用泵内表面流体激励诱发泵组振动
2.5.2 叶轮流体激励诱发泵组振动
2.6 电磁激励诱导泵机组振动
2.7 泵组振动试验及结果验证
2.7.1 振动试验系统
2.7.2 试验结果与分析
2.8 本章小结
第三章 船用泵机组噪声产生机理及数值分析
3.1 泵组内声场声源贡献分析
3.1.1 内声场声学数值计算方法
3.1.2 内场声学模态计算
3.1.3 基于声振耦合的流体激励内场噪声
3.1.4 基于声振耦合的偶极子声激励内场噪声
3.2 内场噪声实验及结果验证
3.3 泵组外声场声源贡献分析
3.3.1 基于FEM/AML的外声场声学计算
3.3.2 流体激励下外场辐射噪声
3.3.3 固定偶极子声激励下外场辐射噪声
3.3.4 旋转偶极子声激励下外场辐射噪声
3.4 本章小结
第四章 动静干涉对船用泵机组振动噪声影响
4.1 基圆直径研究方案
4.1.1 基圆直径对内流的影响
4.1.2 基圆直径对泵机组主要振动的影响
4.1.3 基圆直径对泵机组主要噪声的影响
4.2 隔舌安放角研究方案
4.2.1 隔舌安放角对水力性能影响
4.2.2 隔舌安放角对泵机组主要振动的影响
4.2.3 隔舌安放角对泵机组主要噪声的影响
4.3 本章小结
第五章 壁面粗糙度对船用泵机组振动噪声影响
5.1 壁面粗糙度对水力性能影响
5.2 壁面粗糙度对泵机组主要振动的影响
5.3 壁面粗糙度对泵机组主要噪声的影响
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果
一、发表学术论文
二、获得专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]长短叶片对射流式自吸离心泵性能的影响[J]. 董亮,潘琦,刘厚林,代翠,徐建红,徐海良. 中南大学学报(自然科学版). 2019(08)
[2]轴流式水轮机顶盖强度及模态有限元分析[J]. 姚婷婷,郑源. 排灌机械工程学报. 2020(01)
[3]旋涡自吸泵流致噪声模拟及降噪[J]. 余昊谦,王洋,韩亚文,胡日新,汤海涛,汪群. 排灌机械工程学报. 2019(04)
[4]基于CFD分析的壁面粗糙度对轴流泵水力性能的影响研究[J]. 陈新华,杨晓红,顾梅芳,孙锋明. 水利科技与经济. 2018(12)
[5]离心泵与透平运行工况的噪声对比（英文）[J]. 董亮,代翠,林海波,陈怡平. Journal of Central South University. 2018(11)
[6]基于直接边界元法的潜水排污泵内流噪声数值模拟[J]. 蔡晓彤,施卫东,张德胜,张俊杰,石磊. 排灌机械工程学报. 2018(12)
[7]舰船用泵倾斜出口边叶轮的径向力研究[J]. 操瑞嘉,孔繁余,陈金平,杨慧,周以松,孙静如. 流体机械. 2018(09)
[8]蜗壳隔舌安放角对中比转速离心泵性能的影响[J]. 万伦,宋文武,符杰,罗旭,陈建旭,虞佳颖. 中国农村水利水电. 2018(07)
[9]气动声学和流动噪声发展综述:致初学者[J]. 钟思阳,黄迅. 空气动力学学报. 2018(03)
[10]表面粗糙度对圆柱体涡激振动响应特性影响数值研究[J]. 高云,杨家栋,邹丽,宗智. 振动与冲击. 2018(09)
博士论文
[1]离心泵作透平流体诱发噪声特性理论数值与试验研究[D]. 代翠.江苏大学 2014
[2]离心泵瞬态水力激振流固耦合机理及流动非定常强度研究[D]. 裴吉.江苏大学 2013
硕士论文
[1]双吸泵数值模拟及介质和结构参数变化对其振动的影响[D]. 宋纯纯.华东理工大学 2015
[2]异步电机电磁激振力分析[D]. 朱海峰.浙江大学 2013
[3]基于CFD的低比转速离心泵叶轮切割对其性能影响的研究[D]. 杨登峰.兰州理工大学 2012
[4]隔舌对双吸泵性能影响及其改型设计研究[D]. 杨亚威.兰州理工大学 2012
[5]风力机翼型表面粗糙度对翼型气动性能的影响[D]. 饶帅波.兰州理工大学 2011
[6]离心泵振动噪声分析及声优化设计研究[D]. 叶建平.武汉理工大学 2006
本文编号：3659447
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 泵机组振动噪声研究现状
1.2.1 泵机组振动问题研究现状
1.2.2 泵机组噪声问题研究现状
1.3 动静干涉对泵机组振动噪声响研究现状
1.3.1 基圆直径对泵组振动噪声影响
1.3.2 隔舌安放角对泵组振动噪声影响
1.4 壁面粗糙度对泵组振动噪声影响
1.5 论文主要研究思路和内容
第二章 船用泵机组振动产生机理及数值分析
2.1 泵机组内流场及流体激励源分析
2.1.1 流体计算域模型
2.1.2 蜗壳壁面受力分析
2.1.3 叶轮受力分析
2.2 泵机组内电磁场及电磁力分析
2.2.1 电机计算模型
2.2.2 电磁激励计算结果及分析
2.3 船用泵机组模态响应分析
2.3.1 船用泵机组有限元模型建立
2.3.2 船用泵机组模态结果及分析
2.4 振动性能评价方法
2.5 流体激励诱导泵机组振动
2.5.1 船用泵内表面流体激励诱发泵组振动
2.5.2 叶轮流体激励诱发泵组振动
2.6 电磁激励诱导泵机组振动
2.7 泵组振动试验及结果验证
2.7.1 振动试验系统
2.7.2 试验结果与分析
2.8 本章小结
第三章 船用泵机组噪声产生机理及数值分析
3.1 泵组内声场声源贡献分析
3.1.1 内声场声学数值计算方法
3.1.2 内场声学模态计算
3.1.3 基于声振耦合的流体激励内场噪声
3.1.4 基于声振耦合的偶极子声激励内场噪声
3.2 内场噪声实验及结果验证
3.3 泵组外声场声源贡献分析
3.3.1 基于FEM/AML的外声场声学计算
3.3.2 流体激励下外场辐射噪声
3.3.3 固定偶极子声激励下外场辐射噪声
3.3.4 旋转偶极子声激励下外场辐射噪声
3.4 本章小结
第四章 动静干涉对船用泵机组振动噪声影响
4.1 基圆直径研究方案
4.1.1 基圆直径对内流的影响
4.1.2 基圆直径对泵机组主要振动的影响
4.1.3 基圆直径对泵机组主要噪声的影响
4.2 隔舌安放角研究方案
4.2.1 隔舌安放角对水力性能影响
4.2.2 隔舌安放角对泵机组主要振动的影响
4.2.3 隔舌安放角对泵机组主要噪声的影响
4.3 本章小结
第五章 壁面粗糙度对船用泵机组振动噪声影响
5.1 壁面粗糙度对水力性能影响
5.2 壁面粗糙度对泵机组主要振动的影响
5.3 壁面粗糙度对泵机组主要噪声的影响
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果
一、发表学术论文
二、获得专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]长短叶片对射流式自吸离心泵性能的影响[J]. 董亮,潘琦,刘厚林,代翠,徐建红,徐海良. 中南大学学报(自然科学版). 2019(08)
[2]轴流式水轮机顶盖强度及模态有限元分析[J]. 姚婷婷,郑源. 排灌机械工程学报. 2020(01)
[3]旋涡自吸泵流致噪声模拟及降噪[J]. 余昊谦,王洋,韩亚文,胡日新,汤海涛,汪群. 排灌机械工程学报. 2019(04)
[4]基于CFD分析的壁面粗糙度对轴流泵水力性能的影响研究[J]. 陈新华,杨晓红,顾梅芳,孙锋明. 水利科技与经济. 2018(12)
[5]离心泵与透平运行工况的噪声对比（英文）[J]. 董亮,代翠,林海波,陈怡平. Journal of Central South University. 2018(11)
[6]基于直接边界元法的潜水排污泵内流噪声数值模拟[J]. 蔡晓彤,施卫东,张德胜,张俊杰,石磊. 排灌机械工程学报. 2018(12)
[7]舰船用泵倾斜出口边叶轮的径向力研究[J]. 操瑞嘉,孔繁余,陈金平,杨慧,周以松,孙静如. 流体机械. 2018(09)
[8]蜗壳隔舌安放角对中比转速离心泵性能的影响[J]. 万伦,宋文武,符杰,罗旭,陈建旭,虞佳颖. 中国农村水利水电. 2018(07)
[9]气动声学和流动噪声发展综述:致初学者[J]. 钟思阳,黄迅. 空气动力学学报. 2018(03)
[10]表面粗糙度对圆柱体涡激振动响应特性影响数值研究[J]. 高云,杨家栋,邹丽,宗智. 振动与冲击. 2018(09)
博士论文
[1]离心泵作透平流体诱发噪声特性理论数值与试验研究[D]. 代翠.江苏大学 2014
[2]离心泵瞬态水力激振流固耦合机理及流动非定常强度研究[D]. 裴吉.江苏大学 2013
硕士论文
[1]双吸泵数值模拟及介质和结构参数变化对其振动的影响[D]. 宋纯纯.华东理工大学 2015
[2]异步电机电磁激振力分析[D]. 朱海峰.浙江大学 2013
[3]基于CFD的低比转速离心泵叶轮切割对其性能影响的研究[D]. 杨登峰.兰州理工大学 2012
[4]隔舌对双吸泵性能影响及其改型设计研究[D]. 杨亚威.兰州理工大学 2012
[5]风力机翼型表面粗糙度对翼型气动性能的影响[D]. 饶帅波.兰州理工大学 2011
[6]离心泵振动噪声分析及声优化设计研究[D]. 叶建平.武汉理工大学 2006
本文编号：3659447
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