CN111259578B - 基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法 - Google Patents

基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111259578B
CN111259578B CN202010021562.XA CN202010021562A CN111259578B CN 111259578 B CN111259578 B CN 111259578B CN 202010021562 A CN202010021562 A CN 202010021562A CN 111259578 B CN111259578 B CN 111259578B
Authority
CN
China
Prior art keywords
semi
boundary element
simulation model
dimensional entity
straight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010021562.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111259578A (zh
Inventor
穆小红
陈灏
郭跃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Suochen Information Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Suochen Information Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Suochen Information Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Suochen Information Technology Co Ltd
Priority to CN202010021562.XA priority Critical patent/CN111259578B/zh
Publication of CN111259578A publication Critical patent/CN111259578A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111259578B publication Critical patent/CN111259578B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明一种基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法，包括以下步骤：S1、对直筒笼式阀门表面的结构建立三维实体仿真模型及其有限元模型，对三维实体仿真模型进行结构的振动模态分析，以得到结构的表面振动模态结果集和表面节点坐标文件；S2、读入表面振动模态结果集和表面节点坐标文件以及三维实体仿真模型的参数化数据，结合半解析法和边界元法，实现三维实体仿真模型数值迭代计算，以得到声强、声压和声频率参数。本发明将半解析法与边界元法结合，利用半解析法解决边界元法非唯一性的问题，对阀门的振动噪声辐射进行了详细分析，实现直筒笼式阀门的声辐射快速求解预测，为后续阀门的降噪优化设计提供了参考。

Description

基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法
技术领域
本发明涉及工业仿真技术领域，特别是涉及阀门结构振动噪声仿真领域，具体涉及一种基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法。
背景技术
随着科技进步，对阀门的使用要求也越来越高，振动和噪声作为阀门最明显的问题之一，在实际工作中会影响阀门自身以及所连接管路和设备的使用寿命，甚至直接造成损害而发生安全事故。目前，关于阀门噪声计算模拟方面的研究内容比较少见。国内有学者将流体力学的基本原理和Lighthill的四极子源理论结合起来分析低速气流引起的阀门噪声，得到了阀门噪声声源的分布规律和产生机理。
边界元法在噪声研究领域应用较为广泛，但其具有非唯一解问题。非唯一解是一个纯数学问题，是由边界积分公式引起的，并非物理问题的本身原因。目前存在两种经典方法去除这个非唯一解问题。第一种是CHIEF方法，它是通过在结构内部增加Helmholtz积分关系点，形成超定方程系统，并通过最小均方法求解这个系统。然而，对于结构复杂的模型及高频声学问题，很难选择CHIEF点的数目和位置，因此，CHIEF方法在工程中并不适用。另外一种就是Burton-miller方法，它是将Helmholtz积分方程与其法向导数方程线性结合，可得到全频段下的唯一解。Burton-miller方法在工程中很容易实现，应用广泛。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供一种基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法，其特点在于，其包括以下步骤：
S1、对直筒笼式阀门表面的结构建立三维实体仿真模型及其有限元模型，对三维实体仿真模型进行结构的振动模态分析，以得到结构的表面振动模态结果集和表面节点坐标文件；
S2、读入表面振动模态结果集和表面节点坐标文件以及三维实体仿真模型的参数化数据，结合半解析法和边界元法，实现三维实体仿真模型数值迭代计算，以得到声强、声压和声频率参数。
较佳地，在步骤S2中，将表面振动模态结果集和表面节点坐标文件以及三维实体仿真模型的参数化数据输入至边界元法的方程中，利用Laplace方程、新型奇异性减少技术、高阶单元离散后采用半解析法求解方程的唯一解，从唯一解中提取出声强、声压和声频率参数。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明利用半解析法和边界元法解决：
1.直筒笼式阀门噪声仿真。目前对阀门方面的仿真较少，大多采用现成的商用软件进行，无针对性。与以往的求解不同，本发明结合半解析法和边界元法两部分针对直筒式阀门振动噪声进行计算。
2.计算效率高。与有限元噪声算法相比较，边界元噪声算法最主要的优点在于建模过程比较简单，更有利于工程上的噪声分析。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的预测直筒笼式阀门振动噪声方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例提供一种基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法，其包括以下步骤：
步骤101、对直筒笼式阀门表面的结构建立三维实体仿真模型及其有限元模型，对三维实体仿真模型进行结构的振动模态分析，以得到结构的表面振动模态结果集和表面节点坐标文件。
步骤102、读入表面振动模态结果集和表面节点坐标文件以及三维实体仿真模型的参数化数据，结合半解析法和边界元法，实现三维实体仿真模型数值迭代计算，以得到声强、声压和声频率参数。
其中，在步骤102中，将表面振动模态结果集和表面节点坐标文件以及三维实体仿真模型的参数化数据输入至边界元法的方程中，利用Laplace方程、新型奇异性减少技术、高阶单元离散后进行半解析法求解方程的唯一解，从唯一解中提取出声强、声压和声频率参数。
本发明将半解析法与边界元法结合，利用半解析法解决边界元法非唯一性的问题，对阀门的振动噪声辐射进行了详细分析，实现直筒笼式阀门的声辐射快速求解预测，为后续阀门的降噪优化设计提供了参考。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、对直筒笼式阀门表面的结构建立三维实体仿真模型及其有限元模型，对三维实体仿真模型进行结构的振动模态分析，以得到结构的表面振动模态结果集和表面节点坐标文件；
S2、读入表面振动模态结果集和表面节点坐标文件以及三维实体仿真模型的参数化数据，结合半解析法和边界元法，实现三维实体仿真模型数值迭代计算，以得到声强、声压和声频率参数；
在步骤S2中，将表面振动模态结果集和表面节点坐标文件以及三维实体仿真模型的参数化数据输入至边界元法的方程中，利用Laplace方程、新型奇异性减少技术、高阶单元离散后采用半解析法求解边界元法的方程的唯一解，从唯一解中提取出声强、声压和声频率参数。
CN202010021562.XA 2020-01-09 2020-01-09 基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法 Active CN111259578B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010021562.XA CN111259578B (zh) 2020-01-09 2020-01-09 基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010021562.XA CN111259578B (zh) 2020-01-09 2020-01-09 基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111259578A CN111259578A (zh) 2020-06-09
CN111259578B true CN111259578B (zh) 2021-06-22

Family

ID=70946811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010021562.XA Active CN111259578B (zh) 2020-01-09 2020-01-09 基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111259578B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113536631B (zh) * 2021-07-13 2023-06-30 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 多级降压调节阀流激振动及噪声数值模拟方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104573260A (zh) * 2015-01-22 2015-04-29 武汉理工大学 复杂组合壳结构水下声辐射的定量计算方法及系统
CA2927853A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-30 Jentek Sensors, Inc. Impedance instrument

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2927853A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-30 Jentek Sensors, Inc. Impedance instrument
CN104573260A (zh) * 2015-01-22 2015-04-29 武汉理工大学 复杂组合壳结构水下声辐射的定量计算方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Semi-analytical solution of Poisson’s equation in bounded domain";H.Song等;《ANZIAM Journal》;20100503;全文 *
"基于快速多极子边界元方法的大规模声学计算方法与应用研究";吴海军;《中国博士学位论文全文数据库 基础科学辑》;中国学术期刊（光盘版）电子杂志社;20170215(第02期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111259578A (zh) 2020-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Haelterman et al. Improving the performance of the partitioned QN-ILS procedure for fluid–structure interaction problems: Filtering
Lu et al. Study on multi-fractal fault diagnosis based on EMD fusion in hydraulic engineering
Zheng et al. An accurate and efficient acoustic eigensolver based on a fast multipole BEM and a contour integral method
CN106384384B (zh) 一种三维产品模型的形状优化方法
Zhu et al. Proper orthogonal decomposition assisted inverse design optimisation method for the compressor cascade airfoil
CN111259578B (zh) 基于半解析法和边界元法预测直筒笼式阀门振动噪声方法
Mazzia et al. Numerical Investigation on Direct MLPG for 2 D and 3 D Potential Problems
Buisson et al. Optimal design of an automotive fan using the Turb’Opty meta-model
CN110598362B (zh) 充分发展湍流条件下的大涡模拟计算速度边界条件生成方法
CN109684723B (zh) 一种二维结构内部声学性能分析方法
KR102266279B1 (ko) 비정상상태를 구현하기 위한 차수 감축 모델 구축 방법
CN115270363B (zh) 基于多代理模型的离心压气机叶片优化设计方法及装置
Joshi et al. Higher-order multilevel framework for ADER scheme in computational aeroacoustics
Song et al. Multidisciplinary robust optimization approach of fan rotors under structural constraints with blade curvature
CN117677949A (zh) 流体网络系统的优化方法及装置
CN111859646A (zh) 一种基于b样条映射函数物质点法的冲击波变步长求解方法
Fan et al. Power system equilibrium tracing and bifurcation detection based on the continuation of the recursive projection method
CN115270361B (zh) 高效求解约束问题的离心压气机叶轮优化设计方法及装置
Wei et al. Acceleration of free-vibrations analysis with the Dual Reciprocity BEM based on ℋ-matrices and CUDA
US20100082939A1 (en) Techniques for efficient implementation of brownian bridge algorithm on simd platforms
Siew et al. The computational efficiency of EPANET-PDX
CN116244853B (zh) 一种预测叶轮机非定常流动的谐波平衡法加速收敛方法
CN113688481B (zh) 一种计算封闭旁支管路系统流场特性的数值模拟方法
Yang et al. A novel method in solving seepage problems implementation in Abaqus based on the polygonal scaled boundary finite element method
Cao et al. Non-parametric Surrogate Model Method based on Machine Learning

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 201206 Shanghai, Pudong New Area, China (Shanghai) free trade zone, new Jinqiao Road, No. 13, building 2, floor 27

Applicant after: Shanghai suochen Information Technology Co., Ltd

Address before: 201204 No. 27, Lane 676, Wuxing Road, Pudong New Area, Shanghai

Applicant before: SHANGHAI SUOCHEN INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant