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谐振子射流气动声场宏观和微观策略与其运用如何

收藏本文 2024-01-29 点赞:7709 浏览:24858 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:射流气动噪声不足引起了越来越多的关注,本论文以宏观与微观角度出发,分别用FEM、FVM、LBM、MDM和谐振子策略等探讨射流气动声场不足,并作了某些探讨探讨。对于贯流风机非轴对称射流组成的受限空间旋转射流气动声场,本论文用宏观传统的气动声学计算策略,探讨了它的旋转射流特性及其房间流场的气流组织,数值浅析和实验测量了因流动致声的有关对应监测特点点的静压频谱及功率谱密度分布。对于轴对称管道旋转射流流动,采取定常—非定常—LES的大涡模拟案例,探讨了旋转射流特性、压力频谱与声压及其声传播不足。动叶的卡门涡和叶顶泄漏涡,以及叶片前缘产生的近壁叶道涡是动叶组特点涡。涡声的源头位于前缘和尾缘。流场外侧的湍流粘性和有效粘性均大于中部,加剧了声音耗散,声压的幅射重点指向轴线四周。对于轴对称圆射流运动,本论文用有限元策略构造了三维圆喷嘴模型。在射流出口设置空气的阻抗边界条件,用Skypne求解策略,对三种高雷诺数流动和两种低雷诺数流动进行数值浅析,用以描述流场对应的声模态和对应频域的声场信息。圆射流的声压是以声阻抗率为特性的传播,呈现测量的退相干性。射流的声模态与管嘴的结构模态在大雷诺数下的高频率段重叠交叉,耦合作用不显著。大雷诺数下的声压指向性呈弱的非轴对称结构,而小雷诺数高马赫数的声压指向在近场是球形的。在高频部分的下游传递出锥状逆波,破坏了轴线两侧的波阵面,尤其是在上游轴线周侧。本论文用介观策略对射流气动声场作了LBM编程计算。建立了C语言计算平台,其相对量值浅析易达到10-9以上的时空精度, D2G9模型较适合展开声场计算,小周期的速度干扰声压计算与文献结果比较较好。采取分子动力学的Andresen柔性约束机制,对射流流场这一特定的巨正则系统进行了二维微尺度分子运动仿真探讨,各处都体现出湍流的性质,速度脉动呈随机特性。Lagrange密度可以方便的以当地密度和压强进行计算,密度的时间变化近似有二周期特点。与壁面相互作用强烈产生较大的声压,壁面的随机碰撞是一种有效的制约策略。本论文又提出了三势流组合成的复合势流模型,获得了各种声压分布。在点源内部,谐振子作用下的绝对值相比经典情况值较大,中间经历一个虚数“真空带”。双偶极子的内部声压类似于双帽子分布。势流作用下的射流声场,声压在近管口的轴线四周有很强的指向,而管径较大时,整个走势和示值与文献计算较符合。本论文的探讨结果和某些探讨,为进一步的声学微观机理探讨做了一定铺垫。并为在分子和量子水平上探讨宏观气动声场不足,提供了进一步的探讨基础和可能的运用技术支持。关键词:射流论文声模态论文格子玻尔兹曼策略论文分子动力学论文谐振子论文声流耦合论文

    摘要4-6

    ABSTRACT6-8

    简写及主要符号表8-13

    1 绪论13-29

    1.1 探讨背景、目的及作用13-14

    1.2 气动声学的探讨进展14-20

    1.3 射流运动探讨进展20-24

    1.4 介观、分子、量子动力学探讨进展24-27

    1.4.1 介观动力学24-25

    1.4.2 分子运动学25

    1.4.3 量子动力学25-27

    1.5 本论文所做的主要工作27-29

    2 声流耦合的论述基础29-41

    2.1 声学中的佯谬29-30

    2.2 射流的复杂性30

    2.3 声流耦合论述30-40

    2.3.1 有限元法32-34

    2.3.2 格子玻尔兹曼策略34-36

    2.3.3 分子动力学策略36-37

    2.3.4 量子分子动力学策略37-40

    2.4 本章小结40-41

    3 圆射流运动的有限元法宏观描述41-53

    3.1 圆射流有限元策略计算模型41-42

    3.2 模态浅析42-44

    3.3 高雷诺数射流声场特性44-50

    3.4 低雷诺数射流结果浅析50-52

    3.5 本章小结52-53

    4 旋转射流运动的宏观声学描述53-70

    4.1 非轴对称受限空间射流53-60

    4.1.1 计算模型与计算设置55-56

    4.1.2 贯流风机结果浅析56-60

    4.2 轴对称旋流射流60-67

    4.2.1 模型及网格设置61

    4.2.2 计算结果及浅析61-67

    4.3 实验装置及测量策略67-68

    4.4 本章小结68-70

    5 射流运动的介观声学 LBM 探讨70-82

    5.1 概述70

    5.2 物理模型与计算处理70-75

    5.3 数值结果浅析与讨论75-80

    5.3.1 验证性计算75-76

    5.3.2 射流稳态模拟76-78

    5.3.3 激励条件下的射流结果78-79

    5.3.4 计算比较79-80

    5.4 本章小结80-82

    6 巨正则射流声场的约束分子动力学探讨82-92

    6.1 概述82

    6.2 计算模型82-84

    6.3 计算结果与浅析84-90

    6.3.1 数值验证84-85

    6.3.2 射流场比较85-86

    6.3.3 流动浅析86-88

    6.3.4 声场计算88-90

    6.4 本章小结90-92

    7 谐振子作用合成射流运动的声学描述92-107

    7.1 氧、氮分子的基态性质92-94

    7.2 谐振子作用射流94-98

    7.2.1 射流的重构94-95

    7.2.2 谐振子特性95-98

    7.2.3 声压方程与声压获得98

    7.3 计算结果与浅析98-105

    7.3.1 单极子声场99-100

    7.3.2 双偶极子声场100-103

    7.3.3 射流作用下的声场103-105

    7.4 本章小结105-107

    8 全文总结与展望107-112

    8.1 全文总结107-110

    8.1.1 探讨思路及策略107

    8.1.2 结论107-109

    8.1.3 本论文的革新点109-110

    8.2 进一步深思110-112

    致谢112-113

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