核电站管路流致振动和噪声的数值模拟研究

该文针对工程上亟待解决的管路流、固及声耦合引起的振动和噪声问题,综合应用专业软件ANSYS、FLUENT和ACTRAN,基于流固耦合算法计算流致振动,基于多步骤混合算法(DES,有限元求解Lighthill方程)计算流致噪声.数值模拟了复杂工况下实际工程管路的流动模态、结构湿模态和管内声模态,为通过错频避免这三个模态耦...     

基于CFD技术的阀门内流道优化

应用CFD软件FLUENT,以RANS方程为控制方程,以有限体积法作空间离散,采用k-ε湍流模型和SIMPLE或PISO算法,对直角截止阀内流场进行了三维数值模拟,优化设计其内流道。通过计算该型阀门的关键几何形状和尺寸对湍动能强度等流动特征的影响,对阀门内流道优化得到如下结论:直角截止阀的开度应提高到喉部有效通流直径的一半以上;适当减小阀杆直径,可以降低阀芯整体所受流体激振力;应采取措施提高阀杆特定方向刚度以减小阀芯振动;在直角截止阀内转角应用导流壁,可获得显著的减阻减振效果。提出了这类阀门内流道设计的减阻减振降噪方案,并得到了初步的实验验证。     

用解NS方程和FW-H积分的混合方法计算圆柱绕流噪声

该文所研究的混合方法通过两个步骤模拟流动的声学远场.第一步,在包含所有声源的近场区域内,通过求解NS方程(对于湍流通过大涡模拟)获得非定常流场参数.第二步,通过带可穿透控制面的FW-H积分方法从流体动力近场获得声学远场.FW-H方程的三种积分形式,即三维的Farassat公式、二维的Guo公式和Locard公式被应用,并相互比较.研究了积分控制面位置和展向复制长度对声学模拟结果的影响.把数值模拟的ReD=150时圆柱层流绕流的声学远场和DNS结果进行了比较;把数值模拟的ReD=3900时圆柱湍流绕流的声学远场和实验结果进行了比较.两项比较都能相符合.通过比较FW-H方程三维积分形式和二维积分形式的结果,表明二维积分形式的结果可用作进一步三维精算前的简便估算.     

低水动力自噪声的头体线型优化设计方法

本文阐述了一套低水动力自噪声的头体线型优化设计方法,即通过优化设计水下航行体的头部线型,在保证无空化航行的前提下,降低头体边界层流动对其前驻点位置的水动力自噪声干扰.这种头体线型优化设计方法,首先利用自噪声频谱的相似规律,结合已有理论分析和实验测试结果对轴对称回转体的水动力自噪声频谱进行数值预报;然后以该自噪声声压谱级为目标函数,结合工程实际中的约束条件,进行头体几何参数的多参数寻优.这种优化设计方法能以较小的计算量获得较高精度的关键频率处的自噪声声压谱级预报和相应的低噪声头体线型优化设计,从而具备广泛工程应用的可行性.本文中所列的典型算例显示,经过线型优化设计的头型具有比原型显著降低的自噪声.     

基于流动声学数值模拟的液压管路消声器设计方法研究

液压系统噪声问题的解决往往依赖于宽频大幅的管路消声器。该文先通过声学数值模拟进行多级串联膨胀回流腔消声器的声道设计与优化，由系列数值模拟确定了消声器关键构型参数（整体内径、内联插管长度以及通径和管口形状）对消声性能的影响规律，并找到了声学优化方案；在此基础上，通过对流体动力声学的进一步数值模拟，计算出初步优选的消声器内部流场及其等效声源场，并将该流动声源场与液压系统等效声源结合，从而计算出消声器的实际消声效果。该文在兼顾流动引起的二次噪声的基础上，优化设计了实际消声效果满足工程需求的消声器，并提出了消声器声道与流道设计先分后合的方法，既能提高效率，又能保证精度。