ACTRAN在工廠噪聲預(yù)測及治理中的應(yīng)用
工廠生產(chǎn)運(yùn)行中,壓縮空氣、高壓蒸汽放空、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、泵站等會(huì)產(chǎn)生氣(水)流動(dòng)噪聲;機(jī)器摩擦、振動(dòng)、碰撞、旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械噪聲;變電站會(huì)產(chǎn)生電磁噪聲,等等。這些噪聲對(duì)工廠區(qū)域內(nèi)外人員、建筑物、精密機(jī)械會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響甚至導(dǎo)致事故。隨著人們對(duì)工作、生活環(huán)境品質(zhì)要求的提高以及國家勞動(dòng)法、環(huán)保法方面的完善,對(duì)工廠噪聲的控制和治理工作日益迫切。
工廠噪聲控制技術(shù)中,可以通過:(1)降低噪聲源,如選用噪聲小的設(shè)備、 安裝時(shí)加減震墊等;(2)通過吸聲材料、穿孔板、消聲器等對(duì)噪聲能量進(jìn)行吸收和衰減(3)控制噪聲的傳播途徑,如給噪聲源加裝隔聲罩、在噪聲的傳播途徑上加隔聲屏障,等等。工廠噪聲源復(fù)雜,同時(shí)涉及噪聲的傳播、反射、衍射和吸收等問題,各類噪聲控制技術(shù)需要對(duì)噪聲及其傳遞特性、控制效果進(jìn)行有效評(píng)估,因此Actran軟件包在工廠噪聲相關(guān)的預(yù)測和治理中具有廣闊的應(yīng)用空間:
(1)高效率的聲輻射和聲傳播模擬軟件ACTRAN Acoustics,包含了許多排他性聲學(xué)模擬能力,既可以模擬簡單的部件,也可以模擬復(fù)雜的系統(tǒng),具有模擬振動(dòng)結(jié)構(gòu)聲輻射、進(jìn)氣和排氣噪聲、噪聲傳播特性和吸收、在非均質(zhì)、具有溫度梯度等復(fù)雜流體介質(zhì)中的聲傳播等功能。
(2)高級(jí)振動(dòng)聲學(xué)模擬軟件ACTRAN Vibro-acoustics,提供了豐富單元庫、材料庫、邊界條件和激勵(lì)類型、求解方法和求解器,可以模擬當(dāng)今最有挑戰(zhàn)性的振動(dòng)聲學(xué)設(shè)計(jì)問題。
(3)系統(tǒng)級(jí)裝飾件噪聲模擬工具ACTRAN for NASTRAN,是結(jié)合了ACTRAN和NASTRAN所有技術(shù)優(yōu)勢的高級(jí)振動(dòng)聲學(xué)軟件,它建立在功能強(qiáng)大ACTRAN Vibro-Acoustics和NASTRAN之上,可以在聲學(xué)分析時(shí)利用NASTRAN的超單元特性。
(4)流動(dòng)噪聲模擬軟件ACTRAN Aero-Acoustics,是預(yù)測湍流噪聲的聲學(xué)有限元軟件,ACTRAN Aero-Acoustics從商業(yè)CFD程序如Fluent 、Star-CD、StarCCM、Powerflow、Ensight的模擬結(jié)果獲取流動(dòng)聲源。ACTRAN Aero-Acoustics與ACTRAN Vibro-Acoustics相結(jié)合,可以進(jìn)行流動(dòng)-振動(dòng)聲學(xué)模擬。
(5)旋轉(zhuǎn)機(jī)械噪聲模擬軟件ACTRAN TM是分析渦輪機(jī)械聲輻射,以及優(yōu)化與渦輪機(jī)械輻射噪聲相關(guān)聲學(xué)處理部件的工具,能夠準(zhǔn)確捕捉非均質(zhì)流動(dòng)的對(duì)流和折射效應(yīng),可以用入射管道模態(tài)來定義聲源,或者根據(jù)一組平面的壓力脈動(dòng)提取聲源,壓力脈動(dòng)來自CFD的瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果。
(6)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲模擬軟件ACTRAN DGM,是對(duì)ACTRAN TM的最好補(bǔ)充,它可以求解比ACTRAN TM更高的馬赫數(shù)和更高的頻率。
Actran在工廠噪聲預(yù)測和治理具有大量的應(yīng)用案例,如設(shè)備噪聲與廠房聲防護(hù)聯(lián)合仿真,見圖1和圖2,傳動(dòng)設(shè)備聲輻射模擬,見圖3和圖4,鼓風(fēng)機(jī)的噪聲模擬,見圖5,進(jìn)排氣噪聲模擬,見圖6和圖7。
圖1 設(shè)備、廠房及相關(guān)噪聲控制技術(shù) 圖2 仿真結(jié)果 圖3 傳動(dòng)設(shè)備聲網(wǎng)格和在某點(diǎn)處的聲壓級(jí) 圖4傳動(dòng)設(shè)備聲各部分對(duì)輻射功率的貢獻(xiàn) 圖5 鼓風(fēng)機(jī)噪聲渦和噪聲模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比,結(jié)果吻合良好 圖6 進(jìn)排氣噪聲模擬 圖7 聲學(xué)指向性 |
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