管路附件对管路系统声传递-辐射特性的影响

为控制海水冷却系统通海口产生的辐射噪声,考虑管路及管路附件的弹性影响,建立了简化的通海系统流噪声传递-辐射的仿真模型;从避免管路流噪声传递损失的角度,提出了基于总传递损失的管路系统声传递-辐射特性的评价方法;借助商业软件计算了不同管路附件影响下的管路声传递-辐射的总传递损失,给出了管路附件对管路声学总传递损失的影响规律。计算结果表明,与无管路附件的直管路相比,换热器可以使总传递损失提高94.9 dB,挠性接管可提高33 dB,截止止回阀可提高28.5 dB,相比之下,滤器、变径管、弯头对总传递损失的提升均小于10 dB,蝶阀仅可提高1.5 dB。通过研究发现,管路附件可以提高对通海系统辐射噪声的控制效果。实际的海水冷却系统的管路附件集中在系统出口管路,使得出口管路附件多于进口管路,导致进口管路辐射噪声控制不足。增加进口管路上的管路附件可提高系统辐射噪声的控制效果。     

基于虚功原理的流固耦合面力和位移传递方法

为解决已有力和位移传递方法的额外插值误差问题,提出了一种能量守恒的流固耦合面力和位移传递方法。首先将结构网格、流场网格粘贴为一个整体,然后直接采用流固耦合面处流场网格节点的气动力向量作为这一整体系统的激励。提出的方法没有在结构和流场网格之间插值,所以不会引入额外的插值误差,理论分析表明,该方法能够自动满足能量守恒。采用提出的方法对弹性梁、Agard Wing 445.6颤振问题进行计算,得到的弹性梁颤振周期与文献结果偏差约为0.5%,机翼颤振流速与实验值的偏差约为1.3%,而已有的传递方法对弹性梁的计算结果与文献的偏差要比该方法高出约0.8%,对机翼的计算结果与实验值的偏差要比该方法高出约1.9%。     

基于空间分布弹性模量的快速动网格方法

为解决基于单一弹性模量的快速动网格方法的网格扭曲问题,提出了一种基于空间分布弹性模量的快速动网格方法。根据流场网格的大小在空间的分布设定虚拟弹性体的弹性模量的空间分布。组集每一个网格的单元刚度矩阵得到虚拟弹性体的整体刚度矩阵,进而得到虚拟弹性体变形的静力平衡方程,并与结构振动方程和耦合面位移插值方程联立推导出结构-虚拟弹性体整体的动力学方程,通过振型截断方法计算结构和流场网格变形。对于标准弹性梁流固耦合和Agard Wing 445.6颤振问题中出现非法网格(网格最小角为0°)的工况,该方法得到的弹性梁流场网格变形后的最小角均维持在67°以上,而机翼流场网格变形后的最小角均维持在36°以上。