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第1章 绪论1

1.1 研究目的和背景1

1.2 国内外研究现状2

1.3 小结6

1.4 本书主要内容7

第2章 离心泵声学基础9

2.1 离心泵噪声评价9

2.1.1 离心泵机组声源分类及传播途径9

2.1.2 离心泵噪声测量与评估方法11

2.2 离心泵流动诱导噪声的产生及传播模型13

2.3 离心泵内非定常流体力和非定常流动现象15

2.3.1 径向力16

2.3.2 动静干涉16

2.3.3 进口不稳定来流和叶轮出口黏性尾流18

2.3.4 不稳定流动现象19

2.4 本章小结22

第3章 离心泵动静干涉作用机理研究24

3.1 动静干涉试验台24

3.1.1 试验台搭建24

3.1.2 模型泵外特性26

3.2 叶轮下游压力恢复能力评估29

3.2.1 三孔探针试验装置29

3.2.2 探针特性曲线31

3.2.3 导叶进口面探针测量结果32

3.2.4 导叶内静压测试结果和压力恢复能力评估39

3.3 PIV试验43

3.3.1 PIV测试系统43

3.3.2 PIV测试速度场结果45

3.3.3 PIV试验结果与探针试验结果的对比50

3.4 导叶内瞬态压力特性试验51

3.4.1 试验装置51

3.4.2 压力脉动测试结果52

3.5 模型泵进口流动诱导噪声特性试验54

3.5.1 试验装置54

3.5.2 进口流动噪声测试结果55

3.6 本章小结57

第4章 离心泵流动诱导噪声试验研究59

4.1 离心泵流动诱导噪声测试方法59

4.1.1 影响离心泵流动诱导噪声测量精度的因素59

4.1.2 测试方法60

4.2 离心泵流动诱导噪声试验台64

4.3 离心泵流动诱导噪声随流量变化的关系69

4.4 离心泵流动诱导噪声随转速变化的关系73

4.5 叶轮切割对离心泵流动诱导噪声的影响75

4.6 离心泵进口回流噪声分析77

4.6.1 进口回流流场特性78

4.6.2 回流发生时离心泵流动诱导噪声特性80

4.7 离心泵空化噪声分析81

4.7.1 空化试验方法81

4.7.2 空化发生时离心泵流动诱导噪声特性83

4.7.3 叶轮切割对离心泵空化性能的影响85

4.8 本章小结87

第5章 离心泵流动诱导噪声数值模拟89

5.1 离心泵流动诱导噪声数值模拟方法89

5.2 离心泵流场计算93

5.2.1 流场计算模型94

5.2.2 流场计算域、网格划分及湍流模型选择95

5.2.3 外特性计算结果97

5.2.4 径向力和流场压力脉动分析99

5.3 基于CFD与声学边界元的离心泵流动诱导噪声计算106

5.3.1 声学边界元网格模型及场点设置107

5.3.2 声场计算结果109

5.3.3 进、出口场点声压级频域响应计算110

5.4 基于CFD与声学有限元的离心泵流动诱导噪声计算111

5.4.1 声学有限元计算理论112

5.4.2 声场计算结果114

5.4.3 出口场点声压级频域响应计算115

5.5 声振耦合作用对离心泵流动诱导噪声求解的影响116

5.5.1 泵体结构有限元计算116

5.5.2 声场计算结果118

5.6 声场计算方案的选择120

5.7 本章小结121

第6章 离心泵低噪声水力优化设计123

6.1 低噪声离心泵水力设计流程123

6.2 模型泵设计参数和优化方法125

6.2.1 初步设计125

6.2.2 多目标优化方法126

6.3 离心泵低噪声优化数值计算129

6.3.1 计算域129

6.3.2 流场计算130

6.3.3 声场计算131

6.3.4 数值计算结果132

6.4 离心泵低噪声优化结果分析133

6.4.1 直观分析133

6.4.2 权矩阵优化方法分析134

6.5 优化模型与原模型试验对比135

6.5.1 外特性和出口流动噪声结果对比136

6.5.2 内流场PIV试验对比138

6.6 本章小结144

第7章 总结与展望146

7.1 研究总结146

7.2 研究展望149

参考文献150

附录1 Wuibaut博士PIV测量的流场绝对速度分布165

附录2 进口可视化试验结果167

附录3 压力脉动频域测量结果169