论文题目: 大口径水消声器的设计与实验研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 轮机工程
作者: 李英
导师: 柳贡民
关键词: 流噪声,水消声器,传递损失,阻力损失,边界元法,试验台架
文献来源: 哈尔滨工程大学
发表年度: 2005
论文摘要: 海水管路系统中离心泵和阀门是系统的主要噪声源,流噪声通过管口向艇外辐射噪声,严重影响舰船的隐蔽性,同时对舰船上的工作环境有较大的影响。本文分析了海水管路系统内流噪声的产生机理,介绍了流噪声的控制方法。为抑制、隔离海水管路产生的流噪声向舰外辐射,在管路中安装水消声器是应用最广泛的一种方法。本文要求设计的大口径水消声器的应用环境空间有限,若采用抗式水消声器结构将导致消声器总体体积过大,所以本文在蓄能器基础上提出了通径为DN200的气囊式水消声器结构。由于此消声器结构是在穿孔管外敷充有氮气的气囊,在进行仿真计算时将其简化成直通式穿孔管阻性消声器,采用一维解析法和三维子结构边界元法分析穿该消声器的消声性能。用Ansys建立了水消声器的实体模型,用声学软件Sysnoise对水消声器的声学性能(传递损失)进行仿真模拟。同时对其流体动力性能也进行了模拟计算。最后根据试验研究的各项要求,建造了常压、通径为DN200的海水管路试验台架,试验台架管路系统均为1∶1设计,能够真实地模拟海水管路系统的动态特性。实验是在噪声源泵及阀门的噪声作用下,检测设计出的水消声器的消声性能及其流体动力性能。实验结果验证了仿真计算所得到的结论,表明所设计的水消声器不仅结构紧凑,而且在很宽的频率范围内都有令人满意的消声效果;阻力损失也很小,适用于安装在大口径管路上消除水泵,以及是阀门产生的流体噪声。
论文目录:
第1章 绪论
1．1 课题研究的背景
1．2 海水管路系统噪声的产生及控制
1．2．1 管路系统中泵和阀门噪声产生的机理
1．2．2 海水管路系统噪声的控制措施
1．3 消声器性能研究的方法及现状
1．3．1 消声器的研究现状
1．3．2 边界元法在消声器性能研究中的应用
1．4 本文的主要工作
第2章 水消声器声学问题的边界元法
2．1 消声器内部声传播过程的数学物理描述
2．1．1 声学腔的三维声波方程
2．1．2 声学腔声场的边界元表达式
2．1．3 边界积分方程的数值求解
2．1．4 声学腔的边界阻抗
2．2 轴对称问题的边界元法
2．2．1 轴对称消声器的数学模型的建立
2．2．2 边界条件
2．3 等效四极参数的计算及声学特性预测
2．4 小结
第3章 水消声器结构设计和声学性能的计算方法及仿真分析
3．1 消声器的种类及性能要求
3．1．1 消声器的分类
3．1．2 消声器的性能要求
3．2 水消声器结构
3．2．1 结构及其特性
3．2．2 气囊变形描述
3．3 消声器的声学性能
3．3．1 插入损失L_(IL)
3．3．2 传递损失L_(TL)
3．4 水消声器声学性能计算
3．4．1 一维解析法
3．4．2 三维子结构边界元法
3．5 仿真结果
3．6 小结
第4章 水消声器流体动力性能分析
4．1 水消声器阻力损失产生的机理及理论计算方法
4．1．1 摩擦阻力损失
4．1．2 局部阻力损失
4．2 水消声器阻力损失仿真计算
4．2．1 管路系统的动态特性
4．2．2 仿真初始条件的设置
4．3 水消声器阻力损失仿真结果
4．3．1 进口速度为常数时的仿真结果
4．3．2 泵和阀门作用时水消声器阻力损失仿真结果
4．4 小结
第5章 实验研究
5．1 消声器实验台架简介
5．2 消声器性能实验研究
5．2．1 消声器传递损失的测量
5．2．2 消声器阻力损失测量
5．3 气囊式消声器性能实验与理论比较
5．4 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
发布时间: 2005-10-21
参考文献
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