西北工业大学研究生创业种子基金(Z2011077)
- 作品数：3 被引量：6H指数：2
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- 谐振管内非线性驻波的二维有限差分计算方法被引量：1
- 2011年
- 谐振管内非线性驻波的数值计算方法是目前强声密封研究的关键技术。基于三个气体动力学方程推导得出一个关于无旋可压缩牛顿流体的非线性波动方程,并通过对非线性波动方程进行有限差分离散化处理,提出求解谐振管内非线性驻波的二维有限差分计算方法。通过边界条件的处理,使所推导的二维有限差分计算方法能够在整体谐振激励作用下计算谐振管内非线性驻波。在圆柱形谐振管内部填充Refrigerant-12作为工作媒质以及整体谐振激励的条件下,利用所提出的二维有限差分计算方法对圆柱形谐振管内的非线性驻波进行求解,并得到圆柱形谐振管内绝对压力波形、声压频谱响应以及谐振管内的声压空间分布。通过与现有仿真方法的计算结果和现有试验结果进行对比,所得到的计算结果无论从波形还是数值上都能与这些结果吻合,从而验证了该方法的可行性。该方法为强声密封的非线性驻波计算研究奠定了良好基础。
- 宁方立王康
- 关键词：谐振管有限差分
- 谐振管内非线性驻波的有限体积数值算法被引量：3
- 2012年
- 为了扩展谐振管内非线性驻波在工程中的应用,以及克服现有数值计算方法仅局限于求解直圆柱形和指数形谐振管内非线性驻波的问题.根据变截面的非稳态可压缩热黏性流体Navier-Stokes方程和空间守恒方程,并基于求解压力速度耦合方程的半隐式算法和交错网格技术,构建一种能够计算任意形状轴对称谐振管受活塞驱动时内部非线性驻波的有限体积算法.分别对圆柱形、指数形和圆锥形谐振管内的非线性驻波进行仿真计算.通过与现有试验结果以及数值仿真结果的对比,验证了该方法的正确性.并获得除驻波声压之外的另外一些新的物理结果,包括速度、密度、温度的瞬时变化.在直圆柱形谐振管内产生冲击声压波,速度波形中出现钉状结构.而在指数形和圆锥形谐振管内产生高声压幅值的驻波,没有出现冲击波,速度波形中均未发现钉状结构.计算结果表明谐振管内非线性驻波的物理属性与谐振管形状之间有密切关系.
- 宁方立董梁张文治王康
- 关键词：活塞谐振管有限体积法
- 圆柱形谐振管内非线性驻波的有限体积计算方法被引量：5
- 2012年
- 提出一种用于求解圆柱形谐振管内非线性驻波的有限体积计算方法。谐振管内初始为自由状态的流体被整体谐振激励,当激励频率与谐振管内声场固有频率一致时,谐振管内将产生非线性驻波。建立整体振动条件下谐振管内瞬态可压缩热粘性牛顿流体的一维Navier-Stokes模型方程的积分方程;在时域上,通过SIMPLEC方法(以压力为基础的有限体积法)和交错网格技术推导出离散化代数方程组,并进行求解。当谐振管内的流体为R-12气体,在整体振动的条件下,利用提出的方法对谐振管内的非线性驻波进行求解,通过与现有文献中伽辽金方法的计算结果进行对比,所得到的非线性驻波声压在波形和幅值方面都与这些结果非常吻合,从而验证了该方法的可行性。得到谐振管左端处的绝对压力波形、温度波形和声压频谱响应等物理特性分布;同时得到谐振管内不同位置处的速度变化,发现在谐振管两端出现了速度钉状波形;有限体积计算方法为解决强声密封的非线性驻波的数值计算奠定了良好基础。
- 宁方立张文治董梁
- 关键词：谐振管有限体积法
