《基於FE-SEA混合法的離心泵流激噪聲特性研究》是依託江蘇大學，由代翠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於FE-SEA混合法的離心泵流激噪聲特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：代翠
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
噪聲是制約離心泵高速化、大功率化穩定運行的關鍵問題之一，流激噪聲特性的研究是解決主動降噪問題的基礎。本項目擬基於FE-SEA混合法，輔以模態實驗、壓力脈動測試、振動與噪聲實驗，針對離心泵流激噪聲特性分析中混合模型建立、流體載荷載入和混合法關鍵參數確定等方面存在的關鍵科學問題展開研究。.建立考慮流體載入效應的子系統劃分方法，研究避免載荷畸變的共用節點識別方法；改進亞格子模型，揭示離心泵內流激載荷分布規律，研究流體載荷作用於結構的激勵力特性，建立與子系統模態振型空間相匹配的流體載荷載入新模式；研究材料阻尼、零件連線對子系統間能量傳遞的影響，建立間接耦合損耗因子的精確計算方法。.本項目旨在建立基於FE-SEA的離心泵流激噪聲特性計算方法，發展噪聲預測理論和方法，為抑制流激噪聲的不良影響提供理論依據。
結題摘要
流體誘發噪聲涉及水動力流體載荷、結構回響和聲振耦合，產生機理複雜且涉及頻率範圍寬。本項目的主要研究內容和成果有：（1）搭建了離心泵外特性、空化性能、高速攝影、模態、振動與噪聲等多場測試平台，獲得了非空化與空化條件下內場流體誘發噪聲頻譜特徵，基於此提出了空化初生判定方法，獲得了適用於空化判定的頻段範圍。研究表明，內場噪聲2000-3000Hz頻段寬頻聲壓級相比基準上升1%具有較高精度。（2）提出了各頻段子系統劃分法，基於FE-SEA混合法建立了非空化與空化條件下與介質直接作用輻射噪聲以及流體激勵殼體振動聲輻射噪聲內外場的分析模型。相對於以往對內外聲場同時求解的方法，該模型考慮了殼體內外介質不同的特性，在處理外場無界物理域時更具優勢。（3）研究了非空化與空化條件下聲振耦合特性，識別出各輻射聲源的各頻段頻譜特徵及其在總輻射噪聲中的貢獻。研究表明，非空化條件下，流體激勵殼體振動向內輻射的流激噪聲小於流體自身偶極子源產生的流動噪聲；而外場情況下，流體激勵殼體振動輻射的流激噪聲貢獻較大。隨空化數的減小，葉輪偶極子內場流動噪聲特徵頻率處聲壓級降低，而蝸殼偶極子流動噪聲特徵頻率處聲壓級隨空化數的減小先減小後增加；對於外場噪聲，空化流動噪聲和流激噪聲聲壓指向性分布不同，不同空化數下蝸殼偶極子空化流激噪聲聲壓級略大於蝸殼偶極子空化流動噪聲和葉輪偶極子空化流動噪聲。（4）開展了綜合水力性能和噪聲特性的多目標最佳化設計，提出了在保證性能前提下傾斜葉片和隔舌以降低同相位脈動水動力作用面積的主動控制噪聲方法。研究表明，基於試驗設計和回響面的水力性能和聲學性能多目標最佳化方法可行，傾斜葉片和隔舌可以在保持原有水力性能的前提下降低整體頻段的總聲能。本項目共發表SCI/EI檢索論文 10篇，申請發明專利5件（PCT專利2件），授權發明專利 9件，授權軟體著作權2件，合作出版教材1部，獲商業聯合會科技進步獎 4項、鎮江市科技進步獎1項。
