1.一种对燕尾三通弯头的噪音处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:对于常见的燕尾三通弯头,求解其连续性方程和N-S动量方程偏微分方程组,确定燕尾三通弯头稳态湍流速度场U(x,y,z)和压力场P(x,y,z);
步骤2:根据步骤1得到的燕尾三通弯头稳态湍流速度场U(x,y,z)和压力场P(x,y,z),代入式1所示的声学脉动偏微分方程,然后对式1进行一阶迎风格式离散化,并利用高斯-赛德尔迭代求解离散化后的式1,得到声学脉动偏微分方程的流动分量ua(x,y,z)和Pa(x,y,z),进而得到紊流脉动动能k和紊流脉动动能的耗散率ε;
式中,t为时间,s;i和j为直角坐标系的方向分量;ρ为空气密度,kg/m3;ρa为板面上的空气密度,kg/m3;u'为脉动速度,m/s;P'为脉动压力,Pa;U为燕尾三通弯头稳态湍流速度,m/s;P为燕尾三通弯头压力,Pa;
步骤3:根据步骤2求解得到的紊流脉动动能k和紊流脉动动能的耗散率ε,分别计算上顶板a、上顶板b、下底板a、下底板b、内弧面a、内弧面b、外弧面a和外弧面b的声压级LP,从而得到上顶板a、上顶板b、下底板a、下底板b、内弧面a、内弧面b、外弧面a和外弧面b各自的声压级范围;
步骤4:根据步骤3得到的上顶板a、上顶板b、下底板a、下底板b、内弧面a、内弧面b、外弧面a和外弧面b的声压级范围,分别计算得到各个板面的划分高噪音区和中噪音区的声压级阈值Lh-m;同时计算得到上顶板a、上顶板b、下底板a、下底板b、内弧面a、内弧面b、外弧面a和外弧面b的划分中噪音区和低噪音区的声压级阈值Lm-l;将Lh-m在板面上对应的曲线作为板面的高中噪声区包络曲线;将Lm-l在板面上对应的曲线作为板面的中低噪声区包络曲线;
步骤5:分别在步骤4得到的各板面上的中低噪声区包络曲线、高中噪声区包络曲线上取多个离散点,并获取这些离散点的坐标值;对中低噪声区包络曲线、高中噪声区包络曲线上的离散点的坐标值进行拟合,得到原始拟合曲线方程;然后采用通用全局优化法对原始拟合曲线方程进行处理,得到中低噪声区包络曲线、高中噪声区包络曲线对应的拟合曲线方程;
步骤6:将步骤5得到每个板面的每条拟合曲线方程作为板面上各噪音区的分界线,得到各板面的高噪音区、中噪音区和低噪音区;
步骤7:在步骤6得到的每个板面的高噪音区的位于弯头内的表面涂抹聚氨酯橡胶,在中噪音区的位于弯头内的表面涂抹树脂改性沥青。
2.如权利要求1所述的对燕尾三通弯头的噪音处理方法,其特征在于,所述步骤3中,利用式2分别计算上顶板a、上顶板b、下底板a、下底板b、内弧面a、内弧面b、外弧面a和外弧面b的声压级LP,式中:αε为缩尺常数,根据Sarkar&Hussaini各向同性湍流DNS模拟校准研究,取0.1;Pref为基准声功率,W/m3,α0为标准状况下的当地音速,m/s;ρ是空气密度,kg/m3。
3.如权利要求1所述的对燕尾三通弯头的噪音处理方法,其特征在于,所述步骤4中,分别利用式3计算得到各个板面的划分高噪音区和中噪音区的声压级阈值Lh-m,dB;同时利用式4计算得到上顶板a、上顶板b、下底板a、下底板b、内弧面a、内弧面b、外弧面a和外弧面b的划分中噪音区和低噪音区的声压级阈值Lm-l,dB;
式中,Lmax-h、Lmin-l分别为板面的最大声压级值和最小声压级值,dB;α、β为区域划分常数。
4.如权利要求1所述的对燕尾三通弯头的噪音处理方法,其特征在于,所述步骤7中,在高噪音区涂抹聚氨酯橡胶的厚度根据式5确定:式中,Hh为高噪音区聚氨酯橡胶涂抹的厚度,mm;δ为弯管壁厚,mm;Lmax-h为板面的最大声压级值,dB;Lh-m为划分高噪音区和中噪音区的声压级阈值,dB;LP为高噪音区中任意点处的声压级,dB;γ1为高噪音区厚度常数系数,1≤γ1≤6;INT是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数。
5.如权利要求1所述的对燕尾三通弯头的噪音处理方法,其特征在于,所述步骤7中,在中噪音区涂抹树脂改性沥青的厚度根据式6确定:式中,Hm为中噪音区树脂改性沥青涂抹的厚度,mm;δ为弯管壁厚,mm;Lh-m为划分高噪音区和中噪音区的声压级阈值,dB;Lm-l为划分中噪音区和低噪音区的声压级阈值,dB;LP为中噪音区中任意点处的声压级,dB;γ2为中噪音区厚度常数系数,1≤γ2≤6;INT是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数。