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《对船用压气机气动噪声源频谱特性数值研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、2014年第42卷第10期流体机械21文章编号:1005—0329(2014)10—0021—05船用压气机气动噪声源频谱特性数值研究温华兵。桑晶晶,刘红丹(1江苏科技大学振动噪声研究所,江苏镇江212003;2重庆江增船舶重工有限公司,重庆402263)摘要:以某型号大型船用涡轮增压器压气机为研究对象,以CFD软件为平台,利用具有k一£双方程湍流模型的N—s方程计算了压气机的三维黏性非定常流场特性。采用FfowcsWilliams—Hawkings方程(简称Fw—H方程)对压气机的离散噪声进行了分析,并与经验公式进行了比较。深入研究了不同转速、流量对压气机气动噪声的影响。分析表明,叶轮内气动
2、噪声水平较高,是主要噪声源;转速对于离散噪声影响较大,转速增加一倍,声压级上升约14dB;同一转速下,流量的降低将导致噪声幅值增加,但相对于转速变化其影响较小。关键词:涡轮增压器;压气机;非定常流;气动噪声;频谱中图分类号:TH45文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1005—0329.2014.10.005NumericalInvestigationofSpectralCharacteristicsofAerodynamicNoiseSourceforMarineTurbochargerCompressorWENHua—bing,SANGJing-jing,LIUHong.d
3、an(1.InstituteofNoiseandVibration,JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212003,China;2ChongqingJiangjinShipbuildingIndustryCo.,Ltd,Chongqin402263,China)Abstract:Theunsteadythree-dimensionalviscousflowfieldofalargemarineturbochargercompressorwassimulatedbyNavier—Stokesequationswiththetwo.e
4、quation(k一8)turbulencemodelbasedontheCFDsoftware.Thediscretenoiseofthecom.pressorwasanalyzedbytheFfowcsWilliams—Hawkingsformu]ation(FW—Hforshort),andtheresultswerecomparedwiththeex—perimentalformula.Theeffectofthespeedandtheflowrateontheaerodynamicnoisewasfurtherstudied.Thenumericalresultsindicateth
5、attheaerodynamicnoiseoftheimpellerisdominant;therotatingspeedoftheimpellerhasagreatinfluenceonthedis—cretenoise,thenoiseincreasedbyabout14dBwhentherotatingspeedwasdoubled;thenoisewillincreasewhentheflowratere—ducesatthesamespeed,buttheeffectismuchlessthanthespeedoftheimpeller.Keywords:turbocharger;c
6、ompressor;unsteadyflow;aerodynamicnoise;frequencyspectrum1前言了有效降低压气机气动噪声,需从源头对气动噪声的形成及分布进行分析。离心式压气机被广泛应用于大型船舶及发电目前,对叶轮机械气动噪声的研究较少,站的增压柴油机,是增压系统的重要组件。随着且主要以实验研究为主。随着计算流体力学对柴油机输出功率需求的增加,其气体质量流量(CFD)和计算气动声学的发展,用数值方法研究以及压比亦随之上升。叶轮机械的气动功率随着压气机气动声学问题具有必要性和必然性。刘秋叶尖速度三次方增加,而由此产生的声功率将以洪等对离心风机使用声类比法(AAA)进行了气叶
7、尖速度的5—6次方速度增加,因此,对于压动噪声频谱分析,文献[4]利用Euler方程以及气机的降噪十分必要,尤其是船用大型涡轮增压边界元法(BEM)分别对离心式压气机进行流场系统,其压气机是增压器的主要气动噪声源。为及离散噪声的数值分析,Jeon和Lee利用简化模收稿日期:2014一O1—07基金项目:国家自然科学基金项目(11302088)22FLUIDMACHINERYVo1.42,No.10
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