蒸汽隔离阀作为核电站的关键基础设备之一,在高温高压工况下容易引发高噪声问题。通过基于大涡模拟/Lighthill声类比模型的计算流体力学/计算气动声学多步骤混合方法,对蒸汽隔离阀进行流声耦合数值模拟。结果表明,蒸汽隔离阀气动噪声来源主要位于阀体中腔及靠近下游管段处,并呈现为偶极子特性。阀内噪声呈现以低频为主导的频谱特性,随着频率的增加,声压波动范围变大而声压值减小,并在特定频率下存在声压峰值,为蒸汽隔离阀的减振降噪方案设计提供了参考。

基于Lighthill声类比理论,采用声学有限元/无限元方法对某款轿车外部声场进行了仿真分析。结果表明,车身周围噪声源主要存在于后视镜及轮胎等区域及其后部;偶极子声源为主要成分并集中于中低频段,四极子声源则集中于高频段;远场监测点声压级最高为82 dB。

基于Lighthill声类比理论,采用计算流体力学(CFD)和计算声学(CA)相结合的方法对离心泵内部声场进行了求解。首先采用SST SAS湍流模型对离心泵内部流场进行了三维非定常计算,并导出声源信息,然后在流场计算的基础上进行声学求解,比较研究声学边界元法和声学有限元法在应用时的优劣。结果表明蜗壳隔舌附近压力脉动强度最大、声压级最高,叶片通过频率及其倍频是各监测点上压力脉动的主频,叶轮与隔舌间的动静干涉作用是离心泵流动诱导噪声的主要原因;随着流量的增加,总声压级逐步减小,在效率最高工况点上达到最小,随后上升,偏离效率最高工况点越多,宽频分量越明显;声学有限元法对离散噪声的预估比较有优势,能综合考虑湍流噪声的各种声源,对内流场宽频噪声问题的研究更占优势。

为探究出一套完整、准确的气动噪声仿真方法，用FLUENT和Actran仿真Helmhohz共振腔旁接管道系统模型。针对流场仿真，采用六面体网格建模，分析选择合适的网格密度，明确网格及边界条件的影响，以获得准确的声源信息；运用Lighthill声类比方法对声场进行仿真，采用数值计算、传声损失仿真和气动噪声仿真计算等3种方法提取管道内部场点声压级频谱曲线，分析曲线峰值频率特征，包括共振频率分析和声模态分析等。采用CFD软件与声学仿真软件相结合的方法，可以有效进行流场和声场的仿真。