射流冲击的流动及噪声特性研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shizelinli
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
射流冲击广泛存在于工业生产中,关于射流冲击噪声的研究主要集中在高音速的声源机理和低速的传热传质,忽视了低速射流(v<0.4Ma)产生的气动噪声问题。本文围绕斜板和长圆柱两个障碍物,建立射流噪声预测方案,开展机理研究。
  基于大涡模拟(Large eddy simulation)结合声类比方法(Acoustic analogy method)的流动噪声预测理论,本文根据射流的流场特征明确了网格分布、控制方程和声积分面的处理方法,构建射流冲击斜板和长圆柱的物理模型。
  利用射流冲击斜板实验值择优声积分面,验证数值噪声预测准确性,进而开展不同斜板角度、射流速度和冲击距离的数值计算研究,结果表明:射流冲击的低频噪声特性与自由射流相近,因此认为空间的低频噪声主要由喷嘴出口的剪切旋涡脱落向外辐射;射流冲击斜板比自由射流有明显的中频峰值宽频特性,气流冲击和板面二次射流对空间声场的中频段噪声贡献明显。另外,流速是总声压级大小的决定性因素,斜板角度会改变空间湍流能量分布,进而改变空间声场。
  声类比方法将流场与声场解耦计算,因此无法求解声源解析解,对声源分布、贡献量和机理的探究存在缺陷。根据射流冲击长圆柱为模型,尝试引入流场压力系数的均方值描述流场的压力脉动特点,通过傅里叶变换(Fast Fourier Transform)获得压力系数的能量谱密度分布,将数值计算的流场信号与远场实验数据的噪声特性关联,结果表明:流场监测点的特征量能反映流动噪声的特点,特征量的谱分析可用于解释远场噪声频谱特征,基于流场特征量的分析可为射流冲击气动噪声的预测、控制和机理研究提供依据。通过声极子源强项合理解释不同声源类型的贡献量和分布,明确偶极子和四极子源强项的强度在数量级上都为108,空间声强由两种声源共同辐射。偶极子源强区主要分布在撞击面上,四极子源强区主要在喷嘴出口分布,由于偶极子的作用面积更大,展现出对空间噪声更大的贡献。
其他文献
学位
混流泵是一种在在各行各业都广泛使用的水泵,在国民经济的发展中起到了重要作用。随着经济的快速发展和全球能源危机的越来越紧迫,对混流泵的要求也越来越高。主要针对提高水力性能的传统设计方法已越来越不适用,利用CFD数值模拟技术,通过对混流泵进行定常和非定常数值模拟,来优化泵的能量特性和运行稳定性已成为主流。  本文以一台导叶式混流泵作为研究对象,以优化其水力性能、叶轮径向力脉动和泵出口处的压力脉动作为目
学位
随着社会经济的发展,全球环境的不断恶化与能源的持续性消耗愈加受到人们的关注。而传统的蒸气压缩式制冷由于大多使用氟利昂等工质,在很大程度上会加剧臭氧层空洞和温室效应等对自然环境有负面影响的现象的出现,且能源消耗总量一直居高不下。而吸收式制冷系统多采用环境友好型的自然工质对,可以充分利用工业废热、船舶尾气余热、太阳能等低品位能源,能够很好的缓解制冷工质对环境的影响及增加能源利用的多样性。因此,开发具有
作为一种常见的暖通空调系统,多联机由于节能高效、运行可靠、控制灵活、噪音较低和便于安装等优势,在各种建筑中获得了广泛的应用。而在实际运行中,机组运行工况往往较为复杂,多联机不可避免地会发生各种典型故障,而制冷剂泄漏即是多联机的一种典型故障,多联机制冷剂泄漏会引起机组的节能性、用户舒适性、经济性乃至安全性的降低。因此,对多联机的典型故障,包括制冷剂泄漏,进行有效、在线的故障检测与诊断,就十分重要。故
学位
节约能源是我国能源发展的基本国策之一,随着暖通空调系统的应用场景越来越广泛,其能耗开销也愈加严重。在运行过程中,暖通空调系统由于自身或外在的原因,往往会发生故障,进而产生不必要的能耗,因此及时的故障诊断意义重大。基于数据驱动的方法可以有效利用系统的在线与离线数据建立模型,并实现对参与模型训练过程的已知类型故障的诊断,在暖通空调领域的节能方面有着极大的潜力。但对于未参与模型训练过程,对于模型来说是未
吸收式制冷技术在低品位能源利用和保护环境方面具有优势,制冷工质对的特性直接影响吸收式制冷系统的性能。R290-POE组成的工质对与其它工质对相比工作范围广、发生温度低、不结晶、不腐蚀金属,具有广阔的发展前景。  首先,对单效吸收式制冷系统进行优化,通过增添喷射器构成吸收-喷射复合制冷系统,为复合系统和单效系统建立数学模型并确定模拟工况。复合系统的性能优于单效系统,压力比和发生温度对系统性能的影响极
学位
低温流体在通过管路系统传输前,需对管路系统进行充分预冷,以避免低温液体在输运过程中出现气液两相,造成潜在的危害。低温预冷过程中,流动膜态沸腾起着主导作用,它涉及到复杂的传热和流型转变。因此有必要阐明低温预冷过程的气液流动与传热耦合机理,本文以液氮为研究工质就低温流体传输管路预冷过程仿真研究做了如下工作:  针对管路预冷过程中最主要的膜态沸腾,首先基于两流体模型建立了单管预冷过程的仿真模型,并通过A
学位
随着科技和生活水平的提升,人们对温度控制手段提出了更高的要求,希望寻找清洁、精准、快速的降温方式。热电制冷技术凭借体积小、无运动部件、响应快、污染小、适用范围广等优点得到广泛的研究和应用,但也受到了制冷量不足、COP低等缺点的制约。在热电材料尚未获得突破的情况下,对传统热电制冷器进行结构优化成为提升性能的有效手段。在这一背景下,为提升热电制冷器性能提出了L形热电臂结构,分析了L形热电制冷器的性能影
高热流密度的热点散热问题成为制约芯片产业发展的瓶颈,而微型热电片由于其冷流密度大、体积小、可精确控温、便于封装集成等特点,特别符合芯片热点的散热需求。然而,目前关于微型热电片在芯片热点散热方面的研究主要针对稳态热负荷的工况,不符合实际的工程应用需求。因此,本文研究了微型热电片冷却芯片热点的动态特性,讨论了四种散热结构的适用工况,分析了各因素的影响规律。  本文基于芯片热点的传热模型,分析了热点与基