對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)全流場(chǎng)內(nèi)壓力脈動(dòng)及氣動(dòng)噪聲特性的數(shù)值研究.pdf

1、對(duì)旋風(fēng)機(jī)因其結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用方便，以及在壓力特性和反風(fēng)性能方面的一些優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在礦井通風(fēng)、隧道換氣和鍋爐引風(fēng)等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此，對(duì)旋風(fēng)機(jī)效率的提高和噪聲的降低，必將帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。隨著計(jì)算機(jī)性能的提高和數(shù)值計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于葉輪機(jī)械的設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程當(dāng)中。
　　本文建立了對(duì)旋風(fēng)機(jī)從集流器進(jìn)口到擴(kuò)散器出口的全流場(chǎng)幾何模型，并采用適應(yīng)性強(qiáng)的非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格單元進(jìn)行了適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃

2、分，使用滑移網(wǎng)格技術(shù)處理旋轉(zhuǎn)域與靜止域之間的動(dòng)靜耦合；推導(dǎo)出描述對(duì)旋風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維非定常湍流的控制方程組，采用RNG kε?湍流模型使其封閉，并將其在空間域和時(shí)間域上離散；給定合理的邊界條件，應(yīng)用SIMPLE算法實(shí)現(xiàn)速度和壓力之間的耦合，完成了對(duì)旋風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行時(shí)的定常流動(dòng)計(jì)算，然后以定常流動(dòng)的計(jì)算結(jié)果作為初場(chǎng)完成了非定常流動(dòng)的計(jì)算。
　　本文將計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）、計(jì)算氣動(dòng)聲學(xué)（CAA）和快速傅立葉變換（FFT）方法相結(jié)

3、合，在定常流動(dòng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，引入基于聲學(xué)類比理論的寬頻聲源模型，數(shù)值預(yù)測(cè)了對(duì)旋風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲參數(shù)中聲功率和聲強(qiáng)級(jí)的分布情況；在非定常流動(dòng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，得到了風(fēng)機(jī)各通流部件內(nèi)氣流壓力脈動(dòng)的時(shí)域和頻域分布，據(jù)此分析了風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣流壓力脈動(dòng)的主要頻率、強(qiáng)度及其在風(fēng)機(jī)內(nèi)部的變化規(guī)律。
　　通過(guò)定常和非定常流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算，獲得了壓力、速度、渦量等流場(chǎng)參數(shù)的分布規(guī)律，通過(guò)數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果和設(shè)計(jì)參數(shù)的對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)值預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性；預(yù)測(cè)結(jié)果