破壁机能高速切割食材,破碎植物细胞壁,充分释放食材营养,提升制品口感,具有广阔的市场前景。但是破壁机的转速平均达到14000rpm,超高的转速让破壁机出现力矩不稳、噪声偏高等一系列问题。破壁机内部流场非常复杂,利用实验手段无法深入研究问题产生的本质原因,因此利用数值方法研究破壁机内部流场备受关注。本文以美的集团提供的破壁机为对象,研究其超高速两相流流场及噪声的数值模拟方法。具体研究内容如下:(1)破壁机两相流流场数值模拟方法研究。分析标准k-?模型、RNG k-?模型和Realizable k-?模型三种湍流模型数值计算破壁机流场时的效果;研究破壁机两相流流场内部湍流发展不充分的近壁面区域网格处理方法;分析旋转的两相流流场中动网格的仿真方法;研究如何快速高效地划分两相流流场网格;对比分析不同求解算法和参数设置在求解两相流流场时的特点;分析三种常用的两相流模型及各自的适用范围。(2)破壁机刀架力矩计算与分析。简化破壁机几何模型并建立流场计算域;使用Fluent Meshing划分破壁机计算域网格;数值计算并分析破壁机刀架瞬态力矩波动曲线;对破壁机刀架力矩的数值计算结果进行收敛性分析和准确性分析;对破壁机刀架力矩的数值计算结果进行误差分析;研究并分析破壁机两相流流场的数值计算结果。(3)破壁机噪声在两相流流场的传播规律研究及破壁机噪声数值计算。分析破壁机的噪声来源并确定主要噪声类型;分析单相流流场的声学传播方程并推导破壁机噪声在两相流流场中的传播规律;数值计算破壁机噪声并结合实验结果分析数值计算的参考意义。