管內(nèi)氣液兩相流場(chǎng)和聲場(chǎng)研究.pdf

1、在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi),對(duì)排出的廢氣進(jìn)行噴淋冷卻,可改變氣體的溫度和密度,進(jìn)而引起聲阻抗的變化,使部分排氣噪聲在傳播過(guò)程中發(fā)生反射,而氣液兩相介質(zhì)混合產(chǎn)生的摩擦也會(huì)消耗一部分噪聲能量,這些均有助于排氣噪聲的降低,由此可見(jiàn)對(duì)帶有噴淋冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi)流場(chǎng)和聲場(chǎng)的研究具有重要意義。
　　本文首先對(duì)管內(nèi)兩相流中聲傳播的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了研究,將水錘理論中彈性管內(nèi)的聲速公式改寫(xiě)為與管壁受壓力波膨脹引起的管橫截面積的變化的關(guān)系,由此推導(dǎo)了氣液兩相層

2、狀流、環(huán)狀流中各相聲速的計(jì)算公式,獲得了兩相聲速隨空隙率的變化關(guān)系。在柱坐標(biāo)中,基于單相流中管內(nèi)聲波導(dǎo)理論及截止頻率的計(jì)算方法,以氣液分界面上的聲壓連續(xù)、法向質(zhì)點(diǎn)振速相等為邊界條件,計(jì)算出了環(huán)狀流中氣相截止頻率。
　　通過(guò)對(duì)CFX軟件中的兩相流體形態(tài)、相間傳熱、相間作用力等各種兩相流計(jì)算模型特點(diǎn)的對(duì)比研究,建立噴淋冷卻過(guò)程的模擬方法,實(shí)現(xiàn)了帶有噴淋冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣過(guò)程的仿真,獲得了管內(nèi)氣液兩相體積分?jǐn)?shù)、溫度、速度和壓力的分布;依據(jù)

3、不同冷卻水流量下的計(jì)算結(jié)果,分析了氣相溫度和速度的變化規(guī)律。
　　對(duì)于帶有噴淋冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi)的聲場(chǎng),本文使用CFX和Virtual.LabAcoustic結(jié)合計(jì)算流噪聲的方法模擬管內(nèi)聲場(chǎng),實(shí)現(xiàn)了低液相體積分?jǐn)?shù)下的氣液兩相管內(nèi)聲場(chǎng)的數(shù)值仿真,獲得了管內(nèi)聲場(chǎng)的分布規(guī)律。
　　論文最后搭建了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噴淋冷卻模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)管內(nèi)不同位置的聲壓和噴淋冷卻后的氣相溫度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量,研究了影響氣液兩相管內(nèi)聲場(chǎng)的因素,并驗(yàn)證了冷卻水