基于大涡模拟的离心泵水动力噪声数值模拟

运用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术及Lighthill声类比理论研究离心泵3个流量下由蜗壳及叶片表面偶极子声源产生的水动力噪声.离心泵内部瞬态流场由大涡模拟方法(Large-eddy simulation,LES)模拟得到,流场计算结果显示,各流量下隔舌处压力脉动在叶片通过频率BPF处有明显峰值,说明叶轮和隔舌之间的相互作用是引起离心泵隔舌处压力脉动的主要原因.以离心泵内表面作为边界元模型,考虑蜗壳的散射效果.采用直接边界元法求解离心泵内声场,声场计算结果与试验结果吻合良好,验证基于LES和Lighthill理论的流动噪声数值模拟方法的可行性.结果表明,轴频点的声压峰值在设计工况下最小,叶频及其谐频处的声压峰值随流量的增加而升高；通过计算叶片偶极子声源噪声,可以定量预测叶频及其谐频点的噪声；蜗壳偶极子噪声的计算值与试验结果趋势一致,小流量工况下误差较大.