基于耦合方法的球閥偏心間隙結構數值分析

【摘要】：為了研究偏心間隙結構對閥門流場及管閥系統輻射聲場的影響，采用流聲固耦合的聯合仿真方法，對含有偏心間隙結構和不含有此結構的兩種流道模型展開對比分析。結果表明：兩種模型的流量、阻力系數特性曲線均在球閥開啟50°左右時出現轉折點；偏心間隙處產生的高速射流會對閥內流場產生劇烈擾動，球閥腔體與下游管道連接處是閥內核心聲源區；管閥系統的第1、第2階模態振型為沿流道方向的振動，第3、第4階振型為垂直于管道方向的振動；偏心半球閥的輻射噪聲頻譜呈寬頻特性，高速射流對2 300～5 000 Hz范圍內中高頻段聲壓級幅值的提升有顯著貢獻；兩種流道模型聲壓級頻譜峰值點特征相似，與無偏心間隙模型的頻譜規律相比，偏心間隙結構模型的頻譜在相同的特征峰值點處對應更高的頻率范圍，且頻譜響應曲線有整體右移的趨勢；輻射噪聲在偏心間隙結構存在的一側具有顯著的聲學指向性。