空调系统的流固耦合振动及其控制研究

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1、分类号：密级：公开UDC：编号：201421201009河北工业大学硕士学位论文空调系统的流固耦合振动及其控制研究论文作者：白静峰学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：力学指导教师：李欣业职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicsRESEARCHONFLUID-STRUCTURECOUPLINGVIRBRATIONOFAIRCONDITIONINGSYSTEMANDITSCONTROLbyBaiJingfengSupervisor:Prof.

2、LiXinyeMarch2017原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅

3、览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要空调器的噪音一直是人们关注的质量指标之一，因此需要不断的对空调进行减振降噪的研究，从而提高空调器的品质。在研究空调系统的振动时要考虑其流固耦合振动，即空调系统的流致振动。本文主要研究了空调系统两个方面的内容即空调配管的振动和单向阀阀芯的振动。首先使用ANSYSWorkbench对空调管路在空管道、无流固耦合管道（湿模态）、单向流固耦合及双向流固耦合管道这四种情

4、况进行了模态分析，并对结果进行了对比和讨论。其次对管路进行了在管内流体激励下的谐响应分析，得到了其在U型部分的振动频率响应曲线；并分别对管路进行了单双向流固耦合作用下的静力分析，讨论和分析了其结果并对出现应力集中的现象提出了合理化的改进措施；研究了管路在双向流固耦合作用下两种不同进口压力载荷下的振动特性，得到了管路在两种压力载荷下的振动机理。最后通过MATLAB软件进行数值仿真，研究了单向阀阀芯的振动机理及特性。讨论和分析了进口流量、阀芯质量以及锥形单向阀阀座长度等结构参数对单向阀锥形阀芯振动的影响。通过对空调管路系统流固耦合振动和单向阀阀芯振动问题的研究，揭示了空调

5、管路系统产生流致振动的机理以及影响阀芯振动的主要因素，从而为解决工程实际中空调系统的振动问题及对其优化设计，提供了一定的技术参考。关键字：空调管路，流固耦合，流致振动，单向阀，ANSYSWorkbenchIABSTRACTThenoiseoftheairconditioninghasalwaysbeenoneofthequalityindicatorsofconcern,therefor,itisnecessarytoresearchthevibrationandnoisereductiontoconstantlyimprovethequalityoftheairco

6、nditioning.Inresearchofvibrationofairconditioningsystemshouldconsiderthefluid-solidcouplingvibration,thatis,theflowofvibrationofairconditioningsystem.Thispapermainlystudiedtwoaspectsofairconditioningsystem,thevibrationoftheairconditioningsystempipingandthevibrationofthecheckvalvespool.F

7、irstly,ANSYSWorkbenchisusedtoconductmodalanalysisofairconditioningpipelineinfourcases:emptypipe,thepipewithoutfluid-solidcoupling(wetmode),one-wayfluid-solidcouplingandtwo-wayfluid-solidcouplingpipe.Thedifferenceamongtheresultarecomparedanddiscussed.Secondly,theharmonicresponse