流固耦合作用下载流管道声场分析

论文摘要

由于舰船管道系统存在振动并因此产生辐射噪声,对舰船的隐蔽性、可靠性、舒适性造成很大影响。为改善舰船舱内工作环境、保证舰船管系可靠稳定工作,在船舶结构设计中都必须事先了解管道振动和噪声传播的机理和特性。本文主要应用有限元数值分析和声学边界元数值分析计算机仿真相关理论,对典型舰载管道结构流固耦合作用下声场辐射进行了分析。文章首先利用通用有限元软件ANSYS子模块MFX对载流管道流固耦合进行分析,然后利用ANSYS软件与SYSNOISE软件的接口导出管道模型,并提取管道有限元模型表面单元网格数据及其法向位移,分别作为SYSNOISE软件中管道边界元模型和边界条件,进而模拟出管道外场声辐射。通过对管道模型流固计算和噪声辐射分析,发现壳体厚度、阀门开闭时间、管内流体稳态流速以及管夹特性等因素对管道声辐射均有一定的影响,并根据分析结果对管道降噪优化进行了初步探讨。最后,通过管道振动测试实验,验证了利用MFX软件对管道流固耦合分析的正确性。本文的研究为解决工程实际中管道结构的噪声问题及其优化设计,提供了一种方便有效的途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状和展望
• 1.3 本文的主要研究工作
• 2 管道流固耦合有限元法及管道声辐射基本理论
• 2.1 管道流固耦合有限元法基本理论
• 2.2 管道声辐射理论
• 2.3 本章小结
• 3 载流管道流固耦合研究分析
• 3.1 耦合计算软件介绍
• 3.2 载流管道流固耦合计算
• 3.3 载流管道流固耦合计算结果分析
• 3.4 本章小结
• 4 管道振动测试实验
• 4.1 管道振动测试实验原理
• 4.2 振动测试实验设备
• 4.3 实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 载流管道辐射声场分析
• 5.1 SYSNOISE 软件介绍
• 5.2 载流管道辐射声场计算
• 5.3 载流管道特性对辐射声场的影响分析
• 5.4 载流管道特性对其声辐射影响
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 本文展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文