Page 86 - 《应该声学》2022年第2期

254 2022 年 3 月

速下的充液 T 型三通管路进行流激噪声计算，其计 度因素控制，均受到管路声学特性的影响而出现峰
算结果如图 7、图8 所示。由于流激振动涉及到结构 值。高壁厚管在某些频段可以有效地抑制流激噪
属性，此次计算以管壁 4 mm 为例。由图 7 可知，与 声，但是在某些峰值频率处的噪声值也会出现高于
流噪声相比，流激噪声主要集中在中频段，声压级 低壁厚管的情况。
大小呈现出 “先增大，后减小” 的趋势，这与流噪声
140
的频谱特性存在差异。流激噪声峰值除了出现在声 1 mm 2 mm
3 mm 4 mm
学模态处，还出现在众多的耦合模态处。图 7 中红 5 mm
色圆圈位置代表管路声学特性影响流激噪声的位 100
置，天蓝色代表的是结构振动特性对流激噪声影响 ܦԍጟ/dB
的位置，说明管路的流激噪声不仅与管路声学特性 60
有关，也与结构的振动特性相关。

20
2 m/s 4 m/s
150
6 m/s 8 m/s
10 m/s 12 m/s 10 100 1000
120 ᮠဋ/Hz
ܦԍጟ/dB 90 Fig. 9 Comparison of flow-excited noise at the
4 m/s 流速下各厚度流激噪声对比图
图 9
60
30 velocity of 4 m/s with different thickness
3.4 流噪声与流激噪声对比
0
将不同流速下三通管的流噪声和流激噪声进
10 100 1000
行对比。如图 10 所示，流噪声能量集中在低频段，
ᮠဋ/Hz
而流激噪声的能量主要集中在中频段，所以在低频
图 7 流激噪声声压级频谱图
(10 ∼ 100 Hz) 内，流噪声的幅值远大于流激噪声。
Fig. 7 Spectrum diagram of flow-excited noise
在100 ∼ 400 Hz 频段，流激噪声出现了较多的峰值
pressure level
点，此频段内更多的耦合模态被激发，导致流激噪声
2 m/s 4 m/s 6 m/s 的幅值超过流噪声。在400 ∼ 1000 Hz频段，流噪声
140 8 m/s 10 m/s 12 m/s
的幅值大于流激噪声，且在声模态处，两者均存在着
峰值。随着流速的增大，流噪声与流激噪声的幅值
1/3φᮠሮܦԍጟ/dB 由于流噪声更依赖于湍流的漩涡发声。
都增大，但流噪声的增量大于流激噪声的增量，这是
100

将不同厚度下三通管的流噪声和流激噪声进
60
行对比。如图11所示，壁厚度为1 mm时，流激噪声
在中低频(720 Hz之前)，其声压级幅值大于流噪声；
在高频 (720 ∼ 1000 Hz)，流噪声声压级幅值超越流
20
10 100 1000
激噪声。在2 mm 壁厚时，在低频(10 ∼ 100 Hz) 时，
ᮠဋ/Hz
流噪声与流激噪声幅值基本一致；但在中频，流激
图 8 流激噪声 1/3 倍频程声压级频谱图 噪声的幅值在耦合模态固有频率处出现了峰值，导
Fig. 8 Spectrum diagram of 1/3 octave sound 致流激噪声的声压级幅值大于流噪声；同样，在高
pressure level of flow-excited noise
频出现了与 1 mm 壁厚的情况，即流噪声的幅值大
从图９可知，随着管壁厚度的改变，其模态发 于流激噪声。壁厚达到 3 mm 以后，中低频情况类
生变化，导致各厚度下的流激噪声的峰值频率出现 似，但在高频处流噪声的幅值大于流激噪声的趋势
得较为混乱。360 Hz 和 720 Hz 处流激噪声不受厚 越来越明显。