[发明专利]一种叶片泵空化诱导噪声数值预报方法

摘要

本发明提供一种叶片泵空化诱导噪声数值预报方法，用于计算叶片泵在低压或大流量场合发生空化的内外场辐射噪声，包括对流场域及泵壳体结构进行建模，对流场域进行网格划分，检查网格质量，按照泵具体运行参数设置压力进口，速度出口边界条件，设置求解器参数，并计算未空化定常文件；进行定常迭代计算得到各空化数下空化数值结果文件，并对模型进行湍流模型及空化模型进行验证；将添加空化模型的定常结果文件作为空化非定常计算的初始值进行非定常迭代计算，得到各空化数下包含脉动及网格信息文件；在声学计算软件中应用声类比理论与有限元法及边界元法的耦合算法计算叶片泵空化诱导噪声。本发明能够较为准确地进行空化诱导噪声预报。

主权项

一种叶片泵空化诱导噪声数值预报方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)三维模型建立及网格划分：对流场域及泵壳体结构进行建模，对流场域进行网格划分，检查网格质量；步骤2)采用CFD软件设置无空化数值计算文件：将步骤1)的网格导入CFD软件，进行边界条件设置，湍流模型选择，求解器参数设置，计算无空化数值计算文件；步骤3)对湍流模型进行修正直至达到预测精度：通过对比试验与计算值外特性之间差异，确定湍流模型是否适合此状态工况，若差值在允许范围外，则返回步骤2)重新选择湍流模型或对湍流模型进行修正直至达到预测精度，直到差值在允许范围内，则进入步骤4)；步骤4)设置空化定常数值计算文件：设置气液两相物性参数，设定初始组分边界条件，设定进口压边界条件，空化模型选择；步骤5)对空化模型进行修正直至达到预测精度：通过对比空化性能参数与试验值差异，确定空化模型是否适合当下工况，若不符合则返回步骤4)通过高速摄影结果进一步修正气化系数、凝结系数及密度修正函数优化空化模型直至达到预测精度，直到符合计算精度要求进入步骤6)；步骤6)设置非定常空化数值计算文件：固定偶极子及旋转偶极子声源提取设置，将空化定常初始文件迭代计算非定常数值，得到空化形态；步骤7)采用LMS Virtual.Lab软件BEM模块计算内场噪声：固定及旋转偶极子声源输入，边界元及场点网格生成，进行流体材料属性定义，边界条件设置，吸声属性设置，开始声场及场点分布计算；步骤8)采用LMS Virtual.Lab软件FEM模块进行模态计算：BEM/FEM耦合计算得到外场辐射噪声，包括有限元网格划分，模态计算，阻尼添加，声振耦合定义及计算，得到某空化系数下外辐射声功率频率相应函数及声场指向分布。