水泵水轮机甩负荷过程流动诱导噪声数值模拟-农业工程学报.PDF

第 34 卷 第 20 期 农 业 工 程 学 报 Vol.34 No.20 52 2018 年 10 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Oct. 2018 水泵水轮机甩负荷过程流动诱导噪声数值模拟 1 2 3 4 4 毛秀丽 ，孙奥冉 ，Giorgio Pavesi ，郑 源 ，葛新峰 （1. 西北农林科技大学水利与建筑学院，杨凌 712100 ；2. 安徽省水利水电勘测设计院，合肥 230088 ； 3. 帕多瓦大学工业工程学院，帕多瓦 35131 ；4. 河海大学水利水电学院，南京 210000 ） 摘 要：为研究水泵水轮机甩负荷过程压力脉动特性及其流动诱导噪声，该文基于网格壁面滑行技术和 DES 湍流模型， 对水泵水轮机发电工况下导叶关闭过程进行连续性模拟，并将流场叶片表面压力脉动信号作为声场流动诱导噪声计算声 源，通过对压力脉动特性和流动诱导噪声分析得到：导叶进出口处 2 个无叶区内压力脉动主频位置均在叶频为斯特劳哈 尔数等于 0.051 与 1 处，导叶出口处频谱值是进口处 10 倍之上，说明动动干涉对流态的影响强于动静干涉；当尾水管内 出现 2 个反向旋壁涡带时，压力脉动最强烈且其幅值最大。声场分析结果表明外场噪声的主频由压力脉动主频与壳体固 有频率综合决定，声压分布具有“∞”形式的指向形态，且各阶叶频处声压分布呈现出明显的对称性，说明叶片噪声辐 射具有明显的偶极子特性；在一阶、二阶叶频处，导叶关闭前一半阶段，流量对于外场噪声辐射能力的影响表现为大流 量工况下最强，小流量工况下最弱，导叶关闭后一半阶段正好相反。 关键词：压力；叶轮；噪声；水泵水轮机；甩负荷过程 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.007 中图分类号：TK734 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-20-0052-07 毛秀丽，孙奥冉，Giorgio Pavesi，郑 源，葛新峰. 水泵水轮机甩负荷过程流动诱导噪声数值模拟[J]. 农业工程学报， 2018，34(20)：52－58. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.007 Mao Xiuli, Sun Aoran, Giorgio Pavesi, Zheng Yuan, Ge Xinfeng. Simulation of flow induced noise in process of pump-turbine load rejection[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(20): 52 － 58. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.007 噪声产生和传播