T型三通管路仿生降噪技术研究

作     者：钮嘉颖 冯伟佳 李宁 王献忠 庞兆铭 NIU Jiaying;FENG Weijia;LI Ning;WANG Xianzhong;PANG Zhaoming

作者机构：武汉船舶职业技术学院湖北武汉430050 武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063 

基　　金：国家自然科学基金(51779201)资助项目 

出 版 物：《声学技术》 (Technical Acoustics)

年 卷 期：2024年第43卷第3期

页      码：380-387页

摘      要：依据仿生学原理将生物结构进行简化后应用到T型通水管路,基于有限元方法对仿生设计前后的T型管的声学模态进行了分析;采用CFD计算流体力学的方法对原管和仿生管进行流场计算;基于自主搭建的循环水管路系统噪声实验平台,测试原T型管原管的流噪声,以验证数值方法的可靠性;采用边界元方法对比分析了仿生织构管路和原管的流噪声。结果表明:与原管相比,仿生织构T型管在交界处的高速区域与低速区域面积在整个流体域的占比均减少,仿生织构极大降低了附近的速度梯度,显著抑制漩涡的产生,仿生管的出流段流场也更均匀,从而揭示了T型管仿生织构的降噪机理。较低流速下,仿生管对降低流噪声的改善效果低于1 dB,对T型管流噪声的综合影响不大;较高流速下,仿生管降低流噪声接近7 dB,综合改善效果十分明显;仿生织构的应用基本不会改变T型管的声学模态,对于仿生管耦合模态的第四阶、第五阶稍有变化,但随着壁面厚度的增加变化逐渐变小;对于流激振动噪声的控制,仿生织构设计仅适用于管壁较薄的T型三通管路,对管壁较厚的T型三通管路的降噪效果不明显。

主 题 词：仿生织构 混合计算方法 大涡模拟 流噪声 控制技术 

学科分类：08[工学] 082402[082402] 0824[工学-林业工程类] 

D　O　I：10.16300/j.cnki.1000-3630.2024.03.010

馆 藏 号：203128398...