圆形弯管中涡相互作用对声场影响的研究.pdf

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1、分类号０４２２．２密级公开学号１２１５４８■■■ｉ擺觀画刪刪刪■硕±学位论义（学术型）题目圆形弯管中滴相互作用对声巧影响的硏究作者李丽指导教！）币沈壮志教授—级学科名称物理学二级学科名称声学提交日期二〇—五年六月学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我在导师的搪导下进行研巧工作所取得的研究成果。尽我所知，除文中已经注明弓俩的内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或巧写过的研究成果，也不包含本人或他人已申请学位或其他

2、用途使用过的成果？对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。本学位论文若有不实或者侵犯他人巧利的一，本人原意承担切相关的法律责任。作者《名：曰親ｗｒ年／月／令曰学位论文知识产权及使用授权声明书本人在导师指导下所完成的学位论文及相关成果，知识产权归属陕西师范大学。本人完全了解陕西师范大学有关保存、使用学位论文的规定，允许本论文被査闽和借巧，学校有权保留学位论文并向国家有关部口或机构送交论文的纸贡版和电子版，有权将本论文的全部或部分內容编入有关数据库进行检索，可

3、Ｗ采用任何复制手段保存和汇编本论文？本人保证毕业窝校后，发表本论文或使用本路文成果时署名单位仍为陕西师范大学，保密论文解密盾适用本声明？作者签名：曰親年＾月曰摘要科技飞速发展，、，现代化进程日新月异管道系统己被广泛地应用于供水供、暖输油等领域，送些管道系统保障了人民的正常生活，使国家的经济，科技等方面有了快速的发展。此外，船舶业中充液管路已广泛的应用在液压、石油等许一多领域中。管道系统中存在许多弯管，而弯管中流体的流动，直是流体力学领一域关注的焦点之。弯管凭借节省空间，流体输送，热

4、量交换等优点被广泛应用于工农业、航空、船舶等领域。随着现代化生产效率不断地提高，石油、化工、水力等大量使用含弯管的管道系统屡见不鲜，而管道系统设计的合理性在这些领域的营理和经营中起着决定性作巧。因此，对弯管中流体流动机理的了解，推动了流体力学的发展，促进了其在工程上的应用。近年来，计算机软件飞速发展，数值模拟技术凭借效率高，成本低，应用广，适应性强等优点，得到了诸多研究者的青睐。本文主要运用Ｆｌｕｅｎｔ软件中的大锅模拟方法对弯管内液态水的瑞流流动进行了数值模拟研究，然后对声学类比方程进行求解ｅ

5、ｎｔｌ４．５ＳＩＭＰＬＥ，获得监测点的所有声压信号，并利用Ｆｌｕ中的算法实施计算，最后对算出的声压信号及流场中的流动情况进行分析和研究。本文重点研究了Ｗ下兰个方面，它们分别为：１．首先介绍了瑞流的性质和方程，其次给出了大祸模拟的原理和控制方程及锅声理论、声学类比法，然后给出了流体动力学方程和流场数值模拟的计算方法。依据这些理论对弯管进行几何模型的建立和网格的划分。利用数值计算方法°中的ｆｌｕｅｎｔ对９０弯管内的流场和声场进行研究。计算出的结果表明：（１）在ｘ－２片７．〇ｌ〇（ｓ）时，随着角度０不断

6、增加，弯管中各个面的祸旋越来越明显，且出现的满旋由弯管的外壁向内壁移动。鉴于二次流的影响，弯曲段的外壁面的压力比°＝６９０内壁面的压为大，外壁面的速度比内壁面的速度小，随；（巧在截面上着时间的不断变化一一，同横截面速度场中的病经历了系列的变化，最终速度场保持稳定；（３）在二次流的作用下，流场出现了祸旋，其相互之间融合或分裂时出现声压，声压在整个过程中先产生小波动，然后在大锅的相互作用下产生较大的声°°＝？压，最后流场处于稳定的同时声场也趋于稳定。在００９０截面上，声压峰值呈＝°递增的趋势，ｅ９０时

7、达到最大值，该截面上产生的声压值最大。。．运用Ｆ２ｌｕｅｎｔ软件数值模拟计算圆形截面的９０弯管。弯管的瑞流带有旋转流动结构一，会促进锅的出现。祸和锅之间的相互作用会对弯营中的声场造成定的影响。从模拟结果可知：１由于液态水进入弯管后出现端流（），端流祸之间发生Ｉ强烈的相互作用产生声压，管中的声压随时间不断的变化。在０．１ｓ前，声压振幅出现波动；在０．１ｓ后，管中的声压基本不再发生变化。入口压力逐渐变大的过程中，，管中声压随时间变化规律并未发生改变。（巧当弯管半径不发生变化时声压一峰值与声压稳定值

8、随着入曰压为的増加而増加。３）当入曰压力定时，随着弯（一管半径不断的増大，声压峰值依次呈递减趋势，而声压稳定值也直处于下降趋势。３．采用Ｆｅｎｔ口声。ｌｕ软件对不同弯曲程度的弯管出场进行了研究探究了弯曾的弯曲捏度与出口声压之间的关系。保持外界条件不变，从固定曲率半径不变和