Page 85 - 《应该声学》2022年第2期

第 41 卷 第 2 期 李宁等： T 型三通水管路噪声特性数值研究 253

低频移动，说明在充液T型三通管路中，声介质对结 由于管内介质在截面形状突变处及流速方向变化
构模态有着较大的影响。 处产生湍流，并伴随着大量的旋涡，进而导致流噪
声的产生。根据涡声理论，管内流速等量增加，但旋
涡产生并没有表现出线性的增长速率。此外，不同
流速下的声压级频谱曲线在 360 Hz 及 720 Hz 处都
出现了峰值，这与声学模态的前两阶固有频率相近。
随着流速增大，其声压级频谱图中的峰值频率保持
不变，说明流速并不是影响流噪声频谱曲线峰值频
率特性的主要因素。图 5 中的红色圆圈位置代表的
是管路声学特性影响流噪声的位置，说明管路的声
学特性决定着流噪声的峰值频率。
(a) ʷ᫽367.77 Hz (b) ̄᫽725.75 Hz
160
2 m/s 4 m/s 6 m/s
8 m/s 10 m/s 12 m/s
120
ܦԍጟ/dB 80

40

(c) ʼ᫽1103.17 Hz (d) پ᫽1451.11 Hz
0
10 100 1000
图 3 前四阶声学模态 ᮠဋ/Hz
Fig. 3 First four acoustic modes 图 5 流噪声声压级频谱图

Fig. 5 Spectrum diagram of sound pressure level
600
ࣰവগ of flow noise
ຳവগ
500 1 mm 2 mm 3 mm 4 mm 5 mm
160 2 m/s 4 m/s 6 m/s
400
ڍదᮠဋ/Hz 300 130 8 m/s 10 m/s 12 m/s

200

100 1/3φᮠሮܦԍጟ/dB 100

0 70
1 2 3 4 5 6
᫽஝
图 4 固有频率对比图 40 10 100 1000
Fig. 4 Natural frequency contrast diagram ᮠဋ/Hz
图 6 流噪声 1/3 倍频程声压级频谱图
3.2 流噪声分析
Fig. 6 Spectrum diagram of 1/3 octave sound
基于混合计算法，运用声学计算软件对不同流
pressure level of flow noise
速下的充液 T 型三通管路进行流噪声计算，其声压
级频谱图如图5 所示。为了更方便分析，其1/3倍频 3.3 流激噪声分析
程声压级频谱图如图 6 所示。由图 5 和图 6 可知，T 管路噪声不仅有脉动压力直接辐射所产生的
型充液管路管口流噪声呈现随频率增大其声压值 流噪声，还包括脉动压力作为激励所产生的流激噪
逐渐较小的趋势，流噪声能量主要集中在低频段。 声。运用声学计算软件，基于声-固耦合法对不同流