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短管节流阀内流动噪声的实验研究及降噪措施

化工学报 2023年第S1期74卷 113-121页

作者：周绍华詹飞龙丁国良张浩邵艳坡刘艳涛郜哲明上海交通大学制冷与低温研究所上海200240 广东美的制冷设备有限公司广东佛山528311

短管节流阀作为节流机构,因其结构简单而广泛应用于家用空调器中,当两相状态的制冷剂流经短管节流阀时会产生严重的噪声。设计并搭建了短管节流阀流动噪声测试台,实验研究了制冷剂流型、流量和干度对短管节流阀内流动噪声频率和声压级... 详细信息

短管节流阀作为节流机构,因其结构简单而广泛应用于家用空调器中,当两相状态的制冷剂流经短管节流阀时会产生严重的噪声。设计并搭建了短管节流阀流动噪声测试台,实验研究了制冷剂流型、流量和干度对短管节流阀内流动噪声频率和声压级的影响规律,并在此基础上提出了降噪措施。实验结果表明,阀进口流型为搅浑流时产生的流动噪声声压级最大,阀进口流型为泡状流型和环状流型时产生的流动噪声较小;流动噪声的峰值频率随质量流量的增大而增大,质量流量由20 kg/h增大到80 kg/h时,流动噪声的峰值频率增大38.6%;干度由0.05增大到0.4时,流动噪声的平均声压级先增大7 dB,后减小3 dB。提出了将阀芯入口处的突扩突缩结构改为喇叭口渐缩结构的方式来实现降噪的结构优化方案,优化后的结构方案可将流动噪声的平均声压级降低2 dB。

关键词：短管节流阀流动噪声两相流型实验研究

SUBOFF潜艇非线性流动噪声数值预报研究

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中国造船 2023年第4期64卷 229-239页

作者：于连杰杨路春赵伟文万德成上海交通大学船海计算水动力学研究中心(CMHL) 船舶海洋与建筑工程学院上海200240 武汉第二船舶设计研究所武汉430205

目前常用的预报非线性水动力噪声的方法是可穿透积分面FW-H方程,但是当涡量穿过积分面的瞬间会产生虚拟的声压信号,导致计算准确性下降。论文基于原始的FW-H方程预报线性噪声,使用直接体积分方法预报非线性噪声,消除虚假信号干扰,并结... 详细信息

目前常用的预报非线性水动力噪声的方法是可穿透积分面FW-H方程,但是当涡量穿过积分面的瞬间会产生虚拟的声压信号,导致计算准确性下降。论文基于原始的FW-H方程预报线性噪声,使用直接体积分方法预报非线性噪声,消除虚假信号干扰,并结合双网格方法来降低计算量。使用开源CFD工具包OpenFOAM求解器进行流场大涡模拟及声学预报计算。以SUBOFF潜艇为研究对象,从近场和远场角度分析非线性声压频域分布特征,并对双网格方法的计算精度和效率进行了分析。研究结果表明,在声网格尺度合适的前提下,双网格方法能够显著提高非线性噪声的计算效率并保证计算精度。

关键词：流动噪声 FW-H方程非线性声压 SUBOFF潜艇 OpenFOAM

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螺旋桨中的流动噪声问题

空气动力学学报 2022年第3期40卷 10-21,I0001页

作者：吴佳峰黄迅北京大学工学院航空航天工程系北京100871 北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室北京100871

螺旋桨噪声在航空航天和水中装备等领域广泛存在,是气动声学领域的重要问题和难点问题。螺旋桨噪声问题涉及时间和空间上非均匀各向异性的湍流来流,乃至多尺度的湍流结构与叶片之间的复杂干涉作用,对于螺旋桨噪声问题中的物理机制尚需... 详细信息

螺旋桨噪声在航空航天和水中装备等领域广泛存在,是气动声学领域的重要问题和难点问题。螺旋桨噪声问题涉及时间和空间上非均匀各向异性的湍流来流,乃至多尺度的湍流结构与叶片之间的复杂干涉作用,对于螺旋桨噪声问题中的物理机制尚需进一步探索。本文首先针对20世纪70年代提出的螺旋桨吸入湍流噪声的基线问题,详述了50年来螺旋桨噪声研究的发展历史,分析和归纳了螺旋桨噪声在理论、试验和计算等方面的研究成果,并对一些尚未解决的难点进行了阐述。接着介绍了转静干涉、吸入边界层湍流等螺旋桨噪声的若干基本问题。最后,结合实际需求,对下一代飞行器、无人机和水中装备等领域的研究历史和发展现状进行了阐述,并对螺旋桨噪声研究的未来发展方向和潜在应用进行了展望。

关键词：螺旋桨噪声流动噪声气动声学计算气动声学下一代飞行器水中装备

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汽车集成水箱噪声数值模拟研究

内燃机与配件 2024年第4期 35-38页

作者：束正勇金莹莹魏延军白慧龙上海飞龙新能源汽车部件有限公司上海201111

针对汽车集成水箱正常工况下水流翻滚噪声机理,采用声学Lighthill声类比理论与计算流体力学(CFD)流场耦合,对水箱电机侧进行数值模拟研究。本文采用SST(Menter)K-Omega分别对优化前与优化后水箱内部结构进行流场定常分析以及通过分离涡... 详细信息

针对汽车集成水箱正常工况下水流翻滚噪声机理,采用声学Lighthill声类比理论与计算流体力学(CFD)流场耦合,对水箱电机侧进行数值模拟研究。本文采用SST(Menter)K-Omega分别对优化前与优化后水箱内部结构进行流场定常分析以及通过分离涡模型进行非定常求解,输出水箱内部压力与速度云图、叶轮脉动压力云图,然后作为声学有限元与无限元数值计算的输入进行直接频响分析,对比不同模式下水流噪声,分析水箱内部声压级变化。结果表明:冷却液翻滚声主要集中在50~500Hz,通过箱体传递,内部水箱挡板处形成明显的涡流现象,声压级分布较大,整体属于宽带噪声特性曲线。优化流道板模型水箱噪声降低3.65dB,涡流强度减小。研究结果对汽车水箱设计和性能改造提供很多的理论基础。

关键词：集成水箱 Lighthill声类比有限元无限元流动噪声

基于掺汽超空化的冰箱制冷系统流动噪声抑制研究

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基于掺汽超空化的冰箱制冷系统流动噪声抑制研究

作者：姚尧中南大学

学位级别：硕士

冰箱作为主要的家用冷冻冷藏设备,其制冷系统运行时的噪声一直备受关注,尤其是突发性的空泡爆裂噪声,给人们居住舒适性造成了极大影响。本文通过探寻冰箱制冷系统流动噪声产生的根本原因,并对其产生的空化空泡溃灭噪声进行有效抑制,对... 详细信息

冰箱作为主要的家用冷冻冷藏设备,其制冷系统运行时的噪声一直备受关注,尤其是突发性的空泡爆裂噪声,给人们居住舒适性造成了极大影响。本文通过探寻冰箱制冷系统流动噪声产生的根本原因,并对其产生的空化空泡溃灭噪声进行有效抑制,对提高冰箱的声学品质具有重要意义。根据制冷剂气液两相分相流模型和空泡动力学理论,分析了制冷系统流动噪声产生的根本原因和形成机理;模拟了不同流入方式下制冷剂R600a在流经蒸发器入口管时的制冷剂空化流动特性差异;利用掺汽的方法对空化流动进行了抑制研究,并且研究了掺汽方法降噪的影响因素;最后通过实验研究了冰箱性能和测试了流动噪声。结果表明:(1)从噪声产生来看,当制冷剂流经毛细管出口处时,由于流动截面的突变,会在该位置附近形成局部低压区,进而引发空化现象并产生空泡,空泡的溃灭将会导致流场中大幅值的压力脉动,诱发流动噪声;(2)从空化流动来看,与水平流入方式相比,制冷剂经毛细管垂直流入蒸发器入口管时,空化现象越为明显,空化程度更加剧烈,造成更大的空泡溃灭噪声。(3)从抑制效果来看,掺汽的方法可以使制冷剂变为超空化流态从而有效改善制冷系统中的空化流动现象。研究表明,该方法能够使管内气相体积分数增加,局部低压区压力增大,涡流脉动强度降低,空泡溃灭数量急剧减少,进而降低冰箱流动噪声的声压级。(4)从影响因素来看,掺汽管管径的大小与含气量有着密切关系,随着掺汽管管径增大,气相体积分数逐渐增加,噪声抑制效果越好;掺汽管为多个小管径时的抑制空化性能要优于只使用一个大管径进行掺汽。(5)从冰箱的启动功率、能耗及碳排放量来看,通过掺汽使其达到超空化流态从而降低流动噪声的方法不会影响到冰箱的整体性能和环保性能。(6)从冰箱噪声测试来看,掺汽后的冰箱流动噪声脉动频率变得更加平稳,波动幅值更小,整体变化更加规律,且冰箱噪声声压级得到有效抑制;随着管内含气量的增加,冰箱制冷系统流动噪声水平进一步降低,并且多个小管径同时进行掺汽的掺汽构件降噪性能更优。本研究对冰箱制冷系统突发性的空泡溃灭噪声的抑制提供了具体思路,具有提高人们生活品质的重大意义。图58幅,表9个,参考文献145篇

关键词：冰箱流动噪声空化抑制掺汽超空化

T型三通流动噪声及流固耦合作用下的振动噪声模拟研究

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T型三通流动噪声及流固耦合作用下的振动噪声模拟研究

作者：柘淳天山东大学

学位级别：硕士

T型三通管道在管网中起到分流、汇流、改变流向等作用,是管路系统的重要组成部分,在日常生活和生产中都有广泛的应用。流体流经T型三通会产生较为严重的振动和噪声,对设备稳定性和人体健康造成危害,因此对T型三通流动特性和噪声特性进... 详细信息

T型三通管道在管网中起到分流、汇流、改变流向等作用,是管路系统的重要组成部分,在日常生活和生产中都有广泛的应用。流体流经T型三通会产生较为严重的振动和噪声,对设备稳定性和人体健康造成危害,因此对T型三通流动特性和噪声特性进行研究至关重要。本文基于FW-H声比拟理论和声学有限元法,使用ANSYS Fluent和Mechanical APDL联合仿真对T型三通流场、流动噪声、振动噪声特性进行了研究,具有一定的理论意义和工程应用价值。首先,研究了T型三通的三维流场和流动噪声。结果表明,支管段中流体的流动随着进口流速增大和管径比的减小趋于紊乱。T型三通的流动噪声以0-200 Hz低频为主,当进口流速从1 m/s增大至3 m/s时,流动噪声总声压级从69.62 dB增大至84.27 dB。流动噪声也随着管径比的减小而增大,随着管径比从1减小至0.45,进口流速v=1、2和3 m/s三种工况下流动噪声分别增大了 6.80、6.26和7.43 dB。同时,提出了预测T型异径三通流动噪声总声压级的准则关系式,并验证了准确性和可靠性,关系式具有良好的拟合优度。其次,对T型三通的模态和流固耦合作用下的振动噪声特性进行了研究。通过模态分析得到了 T型三通前六阶固有频率及相应频率激励下的模态振型,为共振识别和结构动力特性优化提供指导。T型三通振动噪声为高频噪声,通过模态分析可知,固有频率与振动噪声主频率相差较远,振动噪声不会引发系统的机械共振。当进口流速从1 m/s增大至3 m/s时,振动噪声总声压级从83.71 dB增大至98.18 dB。流动噪声和振动噪声总声压级均随进口流速增大而增大且均近似为线性关系,同一工况振动噪声大于流动噪声,两者总声压级平均相差约13 dB。最后,揭示了四种进出口组合的流动噪声和振动噪声声压级频域分布特性,并获得了流动和振动噪声总声压级均较低的进出口组合。最后,对导流板降噪性能进行了探索性研究,对比分析了三种导流板形式的流动噪声和振动噪声特性。结果表明,两片一组的平行弧形导流板对流动噪声和振动噪声在全频段均有较好的降噪性能,其中对振动噪声的降噪效果更为显著,在进口流速v=1、2和3 m/s三种工况下,其流动噪声的总声压级分别降低了 4.12、3.78和5.5 dB,振动噪声总声压级分别降低了 6.32、7.95和9.42 dB。其他两种导流板反而在一定程度上增加了流动噪声和振动噪声。总之,本文对T型三通管道的流场、流动噪声、振动噪声、管径比、进出口组合、导流板形式等进行了研究,揭示了 T型三通管道流动噪声和振动噪声特性随各影响因素变化的演变规律,获得了三种导流板对流动和振动噪声的影响特点,不仅可为T型三通管道噪声控制技术奠定基础,也可为三通管型的优化设计提供指导。

关键词： T型三通流动噪声流固耦合振动噪声数值模拟

轴流泵装置出水流道内流脉动与流动噪声试验分析

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农业机械学报 2018年第3期49卷 144-149,165页

作者：杨帆高慧刘超赵浩儒汤方平扬州大学水利与能源动力工程学院扬州225127 江苏省水利动力工程重点实验室扬州225009

为了研究立式轴流泵装置出水流道内流脉动及流动噪声的变化规律,采用在出水流道布置压力传感器和水听器的试验方法研究分析了轴流泵装置不同转速、不同流量时出水流道的内流脉动及流动噪声的时频特性。结果表明:相同流量比时,各监测点... 详细信息

为了研究立式轴流泵装置出水流道内流脉动及流动噪声的变化规律,采用在出水流道布置压力传感器和水听器的试验方法研究分析了轴流泵装置不同转速、不同流量时出水流道的内流脉动及流动噪声的时频特性。结果表明:相同流量比时,各监测点的脉动幅值均方根均随转速的增加而增加。相同转速时,各监测点的脉动幅值均方根均随流量比的增大而减小,不同流量比时各监测点的脉动主频存在差异性;不同转速相同流量比时同一监测点的脉动主频存在差异性;不同转速不同流量比时各监测点的脉动主频以51 Hz为主,脉动主频和脉动次主频均未与转频呈整倍数关系,脉动主频和次主频均在200 Hz范围内。相同流量比时出水流道内部流动噪声的声压级随转速的增加而增加,转速对最优工况时出水流道流动噪声的声压级影响较明显。相同转速时,出水流道内部的流动噪声随流量的增加呈先减小后增大的趋势。根据出水流道内流脉动幅值分析,应尽量避免低扬程泵装置在小流量工况运行。

关键词：轴流泵装置出水流道压力脉动流动噪声试验

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某空腔低速流动噪声风洞试验

航空学报 2015年第7期36卷 2145-2154页

作者：赵小见赵磊冯峰艾邦成中国航天空气动力技术研究院北京100074

针对某空腔低速流动噪声机理问题,发展并应用了脉动压力风洞试验及相阵列风洞试验相结合的方法。脉动压力试验是通过离散点测量方法获得空腔内典型测点的脉动压力统计参数及其功率谱密度函数。脉动压力功率谱存在典型的特征频率,从脉动... 详细信息

针对某空腔低速流动噪声机理问题,发展并应用了脉动压力风洞试验及相阵列风洞试验相结合的方法。脉动压力试验是通过离散点测量方法获得空腔内典型测点的脉动压力统计参数及其功率谱密度函数。脉动压力功率谱存在典型的特征频率,从脉动压力功率谱密度函数中提取空腔流动特征频率,相阵列试验针对空腔流动特征频率所对应的声源进行逐一声源辨识及声源强度评估,声源强度随来流的变化关系与脉动压力变化规律相符合。针对某空腔结构的脉动压力风洞试验及相阵列风洞试验相结合的方法为空腔流动机理认识及空腔流动噪声控制技术研究提供了有效技术手段。

关键词：空腔脉动压力流动噪声相阵列风洞试验

叶轮隔舌间隙对离心泵性能和流动噪声影响的试验研究

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振动与冲击 2016年第3期35卷 164-168,191页

作者：司乔瑞袁寿其袁建平江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013

搭建了离心泵流动诱导噪声测试台,采用四端网络法声学测试模型,试验研究了离心泵性能和流动噪声随流量的变化规律,分析了空化发生时的流动噪声特性。通过研究不同叶轮切割量对模型泵外特性、流动噪声声压级和空化性能的影响,提出叶轮和... 详细信息

搭建了离心泵流动诱导噪声测试台,采用四端网络法声学测试模型,试验研究了离心泵性能和流动噪声随流量的变化规律,分析了空化发生时的流动噪声特性。通过研究不同叶轮切割量对模型泵外特性、流动噪声声压级和空化性能的影响,提出叶轮和隔舌之间的最佳间隙值。研究结果表明:在高效区运行时,模型泵进出口流动诱导噪声均随流量先减小,至效率最高工况点达到最小,然后上升;各流量下,随着空化余量的减小,模型泵进口噪声总声压级先缓慢增加,再迅速上升,达到极值后缓慢下降;随着叶轮切割量的增加,模型泵扬程跟叶轮直径的平方成正比,最高效率点向小流量工况偏移,临界空化余量变小;综和性能和流动噪声考虑,模型泵叶轮和隔舌的最佳间隙率为15%;在间隙值小于最佳值时,切割叶轮能显著降低噪声并提高模型泵的临界空化余量,并且对模型泵出口流动噪声的影响比进口明显。

关键词：离心泵流动噪声性能空化叶轮隔舌间隙