[发明专利]一种三通和四通管路的噪声优化方法

说明书

本发明提出了一种三通和四通管路的噪声优化方法，属于管路噪声优化技术领域。所述优化方法利用FLUENT6.3作为求解器对原型、斜交型、圆弧形三通和四通管路以及三通和四通管路主管和支管相交处倒圆后的流体流动进行流场和声学计算，并对其计算结果进行分析获取噪声分布特性，然后根据噪声分布特性确定减小管路内流体噪声的三通和四通管路优化方案。

技术领域

本发明涉及一种三通和四通管路的噪声优化方法，属于管路噪声优化技术领域。

背景技术

三通、四通是管路中的重要附件。流体流经三通、四通时水流变形、方向变化、速度重新分布，不仅由于质点间进行剧烈动量交换消耗大量的机械能而存在局部水力损失，用常规设计方法设计出来的三通、四通不仅流动阻力较大，而且容易引起管路系统的较高量级的振动与噪声，特别是在流速大且管路分支较多的复杂管路系统中，现有的管路系统设计中往往不考虑此类管路附件的流动噪声问题，或者仅从降低管路附件的流动损失角度出发进行优化。从应用上减振降噪的必要性出发，需要提出一种新的管路附件优化设计方法，以解决对振动噪声指标有较高要求的管路系统中该类附件的优化设计问题。

发明内容

本发明为了解决现有优化方法的无法适用于对减振降噪有较高要求的管路系统优化设计问题，提出了一种三通和四通管路的噪声优化方法，所采取的技术方案如下：

一种三通和四通管路的噪声优化方法，所述优化方法的具体过程包括：

步骤一：采用FLUENT6.3作为求解器，对原型三通和四通管路进行流场和声学计算，获得原型三通和四通管路的分流计算结果和合流计算结果；

步骤二：根据所述原型三通和四通管路的分流计算结果和合流计算结果，对原型三通和四通管路中的噪声情况进行分析，获得原型三通和四通管路的噪声分布特性；

步骤三：根据原型三通和四通管路的噪声特性，每隔10°调整一次所述原型三通和四通管路中主管与支管间的夹角，形成斜交型三通和四通管路；

步骤四：采用FLUENT6.3作为求解器，对每次调整主管与支管间的夹角后所形成的斜交型三通和四通管路进行流场和声学计算，获得斜交型三通和四通管路的分流计算结果和合流计算结果；

步骤五：根据所述斜交型三通和四通管路的分流计算结果和合流计算结果，对斜交型三通和四通管路中的噪声情况进行分析，获得斜交型三通和四通管路的噪声分布特性；

步骤六：采用FLUENT6.3作为求解器，对圆弧型三通和四通管路进行流场和声学计算，获得圆弧型三通和四通管路的分流计算结果和合流计算结果；

步骤七：根据所述圆弧型三通和四通管路的分流计算结果和合流计算结果，对圆弧型三通和四通管路中的噪声情况进行分析，获得圆弧型三通和四通管路的噪声分布特性；

步骤八：采用FLUENT6.3作为求解器分别对原型、斜交型和圆弧型的三通和四通管路主管和支管相交处倒圆后的流体流动进行流场和声学计算，获得主管和支管相交处倒圆后的分流计算结果和合流计算结果；

步骤九：根据所述主管和支管相交处倒圆后的分流计算结果和合流计算结果，对主管和支管相交处倒圆后的噪声情况进行分析，获得主管和支管相交处倒圆后的噪声分布特性；

步骤十：结合原型三通和四通管路的噪声分布特性、斜交型三通和四通管路的噪声分布特性、圆弧型三通和四通管路的噪声分布特性以及管和支管相交处倒圆后的噪声分布特性，确定减小管路内流体噪声的三通和四通管路优化方案，进而获得噪声优化的三通和四通管路。

进一步地，所述原型三通和四通管路的流场和声学计算过程包括：

步骤1：采用不可压流动的N-S方程对原型三通和四通管路内部流体流动的规律进行描述，并利用壁面函数法求解管路内部流场的N-S方程；