农业机械学报

作者：张金凤,贾 静,胡日新,王 洋,曹璞钰

单位：江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,

关键词：管道泵; 压力脉动; 流动诱导噪声; 仿生叶片; 数值模拟

基金：国家自然科学基金项目（51379091）和江苏高校优势学科建设工程项目（PAPD）

为了研究立式管道泵内部声场特性，减少管道泵运行时的噪声，基于CFD+Lighthill声类比理论对管道泵内部流场与声场进行仿真求解，并借鉴猫头鹰羽毛端部锯齿结构进行仿生优化，以期达到降噪目标。针对0.8Qd、Qd及1.2Qd 3个运行工况，选用RNG ?k-ε?模型分别对立式管道泵进行非定常数值模拟，获得3个工况下管道泵内部压力脉动数据。提取非定常计算所得的脉动力，导入声学软件LMS Virtual.lab中进行声场计算，得到各工况下管道泵进、出口声压级、泵体内部的声压分布及主要噪声源分布。结果表明：管道泵内部流动诱导噪声与压力脉动密切相关，主要是由叶轮与泵体的动静干涉引起，其频率特性与压力脉动相似，声压分布集中在轴频、叶频及其倍频，叶频时声压级最大。流量越大，管道泵进、出口声压级越大。基于仿生学原理，参考猫头鹰体表覆羽样本利用相似准则设计仿生锯齿叶片，展开仿生降噪研究，选择齿距、齿宽、齿高3个因素，设计了16组正交试验模型，计算得到各工况下泵内部流场和声场数据。选取最优降噪模型与原模型进行对比分析，结果表明：仿生叶片尾缘锯齿结构能够起到降低压力脉动、稳定流场、降低噪声的作用，其中设计工况下噪声降幅明显，叶频处噪声降低8dB。

来源：2018年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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