消力池水流噪声产生机理及影响因素研究

发布时间：2016-12-04 12:43

  本文关键词：消力池水流噪声产生机理及影响因素研究，由笔耕文化传播整理发布。

《沈阳农业大学》 2015年

消力池水流噪声产生机理及影响因素研究

胡志华  

【摘要】：随着城市发展建设,内河治理、河道整治建筑物的修建,越来越多的低水头水利工程出现在人们的日常生活中,其泄水消能建筑物消力池内水流噪声污染已经开始影响人们生活,并引起人们的关注。水利工程水流流态复杂多变,使得水流噪声研究充满困难和挑战。目前,针对水利工程噪声产生机理的研究还很少,对于水利工程泄水消能建筑物噪声源的认识还处于经验水平。水利工程噪声主要在泄水消能建筑物中产生,噪声源应该包括水流紊动产生的噪声、水流与建筑物相互作用噪声和水流中气泡振动破裂产生的噪声三部分。以往水利工程噪声研究主要集中在高速水流空化噪声,即认为水流噪声主要由气泡振动破裂引起的空化噪声,将水流紊动噪声作为背景噪声忽略不计。本论文研究低水头水利工程,在水流流速小于6m/s的低流速情况下,消力池水流噪声产生机理及影响因素。本论文的主要研究内容：(1)设计制作物理试验模型,确定低水头泄水建筑物类型、试验仪器设备、试验方案等。采用宽顶堰和WES堰两种堰型作为低水头泄水建筑物。(2)模型试验测量各噪声源噪声。(3)模型试验研究噪声影响因素,测定相应堰型在各种试验方案下的流量、水位、流速和底板的水流脉动压力。(4)分析消力池内水流噪声频谱,将引起噪声的三部分噪声源：水流紊动噪声、水流与建筑物作用噪声和水流中气泡振动破裂噪声区分开来。同时通过相关分析,分析影响消力池内水流噪声的主要影响因素,并进行回归分析。通过分析模型试验的流场数据、脉动压力数据和噪声数据,得到以下主要结论：(1)宽顶堰和WES堰消力池内各工况下水跃均为稳定水跃。相同工况下WES堰较宽顶堰的水面形态变化剧烈,水流流速波动大。(2)相同工况下WES堰的脉动压力时均值较宽顶堰的脉动压力时均值大。(3)对于水流流速小于6m/s的水流来说,消力池内水流噪声属于中低频噪声,三种噪声源中水流紊动噪声起主导作用,水流紊动噪声和水流与建筑物作用噪声属于中低频噪声,水流中气泡振动破裂噪声属于高频噪声。相同工况下,WES堰噪声值较宽顶堰大。(4)宽顶堰和WES堰不同工况总噪声频谱图形状相似,均为下降曲线,主频均位于1000Hz以内的低频段。水流紊动噪声和水流与建筑物作用噪声频谱图为下降曲线,水流中气泡振动破裂噪声频谱图为上升曲线。(5)堰型、流量、下游水位、消力池长度和脉动压力都对消力池内水流噪声值有影响。在堰型确定后,水流流量和流速对消力池内水流噪声的影响较大,属于中低度相关,且为正相关。而脉动压力与消力池内水流噪声的相关性属于微弱相关。通过水流噪声与流量、流速的回归分析,发现水流噪声与水流动量存在一一对应关系。本博士论文的创新点如下：(1)水流流速小于6m/s情况下,水利工程泄水消能建筑物消力池内水流噪声属于中低频噪声,三种噪声源中水流紊动噪声起主导作用。水流紊动噪声和水流与建筑物作用噪声属于中低频噪声,水流中气泡振动破裂噪声属于高频噪声。(2)动量是影响消力池内水流噪声的主要因素,通过回归分析,将水流噪声与水流动量建立了线性回归关系方程。

【关键词】：
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV653;TV135.2
【目录】：

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