閥門內(nèi)漏的聲場數(shù)值模擬及實驗研究.pdf

1、本文以承壓閥門氣體內(nèi)漏這一工程問題為背景,研究針閥,球閥和閘閥的聲學檢測與評價.閥門內(nèi)部流動狀態(tài)比較復雜,氣體噴流流場與聲場相互作用,相互影響,從理論上很難準確分析氣體噴流聲場的特性.本文采用數(shù)值模擬和實驗研究相結(jié)合的方法,通過對閥門氣體內(nèi)漏聲場進行模擬,分析閥門氣體內(nèi)漏發(fā)聲機理及聲場特性,模擬分析結(jié)果對閥門氣體內(nèi)漏聲學檢測技術(shù)提供理論依據(jù).閥門氣體內(nèi)漏過程產(chǎn)生的高速射流噴注不僅輻射四極子噪聲,而且不均勻的氣流還對噪聲的傳播起擾動作用.

2、所以分析閥門內(nèi)漏的流動狀態(tài)及噴射噪聲源的位置,強度,擾動速度的分布等情況可為內(nèi)漏噪聲場的數(shù)值模擬提供基礎.內(nèi)漏流場的模擬采用雷諾平均N-S方程和k-ε湍流模型作為控制方程,在空間上采用有限體積方法(FVM)二階迎風格式對控制方程進行離散,時間上采用四階Runge-Kutta法進行積分,流速和壓力偶合采用SIMPLEC算法.根據(jù)閥門氣體內(nèi)漏流場模擬結(jié)果,得到擾動速度的分布函數(shù),為閥門氣體內(nèi)漏聲場模擬奠定基礎.閥門氣體內(nèi)漏噴流聲場的數(shù)值模擬

3、采用加載速度擾動的聲波動方程為控制方程,運用無條件穩(wěn)定,高精度的加權(quán)平均三層隱格式差分方法,邊界上綜合運用Clayton-Engquist-Majda無反射邊界條件和Dirichlet全反射邊界,采用MATLAB軟件進行編程計算和結(jié)果可視化輸出.完成了軸對稱射流噪聲場及三種閥門氣體內(nèi)漏聲場的數(shù)值模擬,同時分析不同上游壓力和內(nèi)漏狀態(tài)對閥門內(nèi)漏聲場的影響及其聲場特性,得到上游壓力及內(nèi)漏狀態(tài)對內(nèi)漏發(fā)聲的影響規(guī)律.建立閥門氣體內(nèi)漏聲學檢測模擬實