發(fā)布時(shí)間：2017-09-09 14:53

  本文關(guān)鍵詞：大型船用軸流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲特性及降噪機(jī)理研究

  更多相關(guān)文章： 大型船用軸流風(fēng)機(jī) 數(shù)值模擬 實(shí)驗(yàn)研究 穿孔葉片 降噪機(jī)理

【摘要】：大型船用軸流風(fēng)機(jī)作為船舶艙室通風(fēng)換氣的關(guān)鍵設(shè)備,廣泛應(yīng)用于大型船舶艙室,向艙室內(nèi)輸送空氣。氣動(dòng)噪聲作為軸流風(fēng)機(jī)的主要噪聲源,成為評(píng)估風(fēng)機(jī)性能的重要指標(biāo)之一。因此,有效降低軸流風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲十分必要。本文以某大型船用軸流風(fēng)機(jī)為原型,運(yùn)用數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)的方法,研究了穿孔葉片對(duì)大型船用軸流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能及噪聲的影響,并設(shè)計(jì)了一種新型葉片穿孔式軸流風(fēng)機(jī),分析了葉片穿孔式軸流風(fēng)機(jī)噪聲降低的主要機(jī)理,為降低大型船用軸流風(fēng)機(jī)的噪聲提供參考。本文的研究工作及成果主要有以下幾個(gè)方面:1、選取UG NX7.0作為本文建模所采用的三維建模軟件,介紹了軟件的常用功能模塊以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程,并運(yùn)用UG NX7.0軟件對(duì)大型船用軸流風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行三維建模。2、利用CFD軟件建立了某型船用軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的仿真模型,分析了轉(zhuǎn)速1460rpm時(shí),不同工況下軸流風(fēng)機(jī)出口壓力和效率隨流量的變化關(guān)系,深入研究了葉輪區(qū)域的氣體流動(dòng)的壓力和速度的分布、形成過(guò)程及相互關(guān)系。分析發(fā)現(xiàn),在葉片葉頂區(qū)域,由葉頂間隙渦形成的葉頂間隙噪聲是該軸流風(fēng)機(jī)的主要?dú)鈩?dòng)噪聲源;湍流強(qiáng)度與聲功率級(jí)具有較為一致的分布趨勢(shì),湍流強(qiáng)度是影響噪聲分布的重要因素。3、在前文穩(wěn)態(tài)計(jì)算的基礎(chǔ)上,對(duì)大型船用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行了穿孔設(shè)計(jì),建立非穩(wěn)態(tài)計(jì)算模型,通過(guò)數(shù)值模擬確定了最佳的穿孔參數(shù),同時(shí)研究了穿孔參數(shù)對(duì)于噪聲降低的影響,發(fā)現(xiàn)隨著穿孔直徑的增加,總噪聲級(jí)呈波動(dòng)分布特性,而當(dāng)穿孔直徑確定時(shí),總噪聲級(jí)隨著穿孔偏轉(zhuǎn)角的增大而降低,呈線性變化規(guī)律;根據(jù)聲波的相干性,可以用聲波的干涉現(xiàn)象來(lái)合理解釋這一現(xiàn)象。并搭建了大型船用軸流風(fēng)機(jī)的性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)和噪聲測(cè)試系統(tǒng),對(duì)風(fēng)機(jī)性能及噪聲進(jìn)行了測(cè)試,通過(guò)分析,驗(yàn)證了仿真模擬的結(jié)果。4、通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性及監(jiān)測(cè)點(diǎn)處噪聲頻譜的分析,研究了葉片穿孔式大型船用軸流風(fēng)機(jī)的降噪機(jī)理。通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)流道內(nèi)部流線分布、葉片表面靜壓分布、流場(chǎng)內(nèi)部渦量分布、流道內(nèi)噪聲分布及葉頂間隙處噪聲頻譜的分析可以發(fā)現(xiàn),穿孔后,風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)有所改善,抑制了流動(dòng)的分離和回流的產(chǎn)生,并抑制了葉片尾緣的渦流脫落,從而噪聲降低。
【關(guān)鍵詞】：大型船用軸流風(fēng)機(jī) 數(shù)值模擬 實(shí)驗(yàn)研究 穿孔葉片 降噪機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.51
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 選題的理論意義和實(shí)用價(jià)值12
• 1.2 本課題國(guó)內(nèi)、外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)12-17
• 1.2.1 葉輪機(jī)械氣動(dòng)聲學(xué)特性研究發(fā)展與現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 大型船用軸流風(fēng)機(jī)降噪機(jī)理的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容與研究方法17-20
• 1.3.1 研究方法17
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容17-20
• 第2章 大型船用軸流風(fēng)機(jī)三維模型的建立20-28
• 2.1 UG NX7.0 軟件介紹20-21
• 2.1.1 UG NX7.0 軟件的常用功能模塊20
• 2.1.2 基于UG NX7.0 的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程20-21
• 2.2 基于UG軟件軸流風(fēng)機(jī)葉輪的三維模型建立21-26
• 2.2.1 風(fēng)機(jī)葉輪葉片的創(chuàng)建21-25
• 2.2.2 風(fēng)機(jī)葉輪輪轂的創(chuàng)建25
• 2.2.3 風(fēng)機(jī)葉輪的組裝25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-28
• 第3章 大型船用軸流風(fēng)機(jī)流場(chǎng)數(shù)值模擬及其氣動(dòng)噪聲源特性分析28-44
• 3.1 大型船用軸流風(fēng)機(jī)流場(chǎng)數(shù)值模擬28-31
• 3.1.1 創(chuàng)建計(jì)算域28-29
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分29-30
• 3.1.3 邊界條件設(shè)定30-31
• 3.1.4 數(shù)值模擬計(jì)算方法31
• 3.2 流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析31-39
• 3.2.1 靜態(tài)特性計(jì)算結(jié)果分析31-32
• 3.2.2 壓力場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析32-36
• 3.2.3 速度場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析36-39
• 3.3 氣動(dòng)噪聲源特性數(shù)值預(yù)測(cè)分析39-42
• 3.3.1 氣動(dòng)噪聲數(shù)值預(yù)測(cè)模型39-40
• 3.3.2 氣動(dòng)噪聲源特性模擬結(jié)果分析40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第4章 大型船用軸流風(fēng)機(jī)葉片穿孔設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究44-58
• 4.1 非穩(wěn)態(tài)計(jì)算模型與數(shù)值模擬方法44-45
• 4.1.1 計(jì)算模型及計(jì)算域44
• 4.1.2 非穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算方法44-45
• 4.2 大型船用軸流風(fēng)機(jī)葉片穿孔設(shè)計(jì)45-48
• 4.2.1 穿孔位置的確定45-47
• 4.2.2 穿孔參數(shù)的選擇47-48
• 4.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及工作原理48-50
• 4.3.1 性能測(cè)試系統(tǒng)及工作原理48-49
• 4.3.2 噪聲測(cè)試系統(tǒng)及工作原理49-50
• 4.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方案50-55
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>50-51
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)器材與設(shè)備51-55
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法55
• 4.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第5章 葉片穿孔式大型船用軸流風(fēng)機(jī)降噪機(jī)理分析58-64
• 5.1 穿孔葉片降噪機(jī)理分析58-61
• 5.1.1 速度流線分布對(duì)噪聲產(chǎn)生的影響58-59
• 5.1.2 葉片表面靜壓分布對(duì)噪聲產(chǎn)生的影響59-60
• 5.1.3 渦量分布對(duì)噪聲產(chǎn)生的影響60-61
• 5.2 氣動(dòng)噪聲特性分析61-62
• 5.2.1 風(fēng)機(jī)流道內(nèi)噪聲分布特性61-62
• 5.2.2 葉頂間隙噪聲頻譜分析62
• 5.3 本章小結(jié)62-64
• 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 全文總結(jié)64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄70-71
• 致謝71

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