圆柱形谐振管内非线性驻波的有限体积计算方法

摘要：

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.

关键词：谐振管、非线性驻波、有限体积法、强声密封

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分类号：TH113;O429

资助基金：国家自然科学基金51075329;国家留学基金委青年骨干教师出国研修、西北工业大学基础研究基金NPU-FFR-JC200932;西北工业大学研究生创业种子基金Z2011077

在线出版日期：2012-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：116-121