《電子技術(shù)應(yīng)用》
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ACTRAN在核電行業(yè)的應(yīng)用
摘要: actran是著名的聲學(xué)軟件提供商--比利時(shí)FFT公司的旗艦產(chǎn)品?;贔FT公司對(duì)傳統(tǒng)有限元和無(wú)限元技術(shù)的革新,actran提供了當(dāng)今最完備的聲學(xué)解決方案,它已經(jīng)覆蓋了聲學(xué)、振動(dòng)聲學(xué)、流動(dòng)聲學(xué)的所有方面。FFT公司作為計(jì)算聲學(xué)解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商,針對(duì)各種不同的問(wèn)題定制了一系列專業(yè)化的模擬工具,確保所提供的解決方案能滿足不同的聲學(xué)設(shè)計(jì)需要。
Abstract:
Key words :

        actran" title="actran">actran是著名的聲學(xué)軟件" title="軟件">軟件提供商--比利時(shí)FFT公司的旗艦產(chǎn)品?;贔FT公司對(duì)傳統(tǒng)有限元和無(wú)限元技術(shù)的革新,actran提供了當(dāng)今最完備的聲學(xué)解決方案,它已經(jīng)覆蓋了聲學(xué)、振動(dòng)聲學(xué)、流動(dòng)聲學(xué)的所有方面。FFT公司作為計(jì)算聲學(xué)解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商,針對(duì)各種不同的問(wèn)題定制了一系列專業(yè)化的模擬工具,確保所提供的解決方案能滿足不同的聲學(xué)設(shè)計(jì)需要。

        當(dāng)今,中國(guó)的核電" title="核電">核電行業(yè)發(fā)展迅猛,隨著核反應(yīng)堆功率的提升,一些問(wèn)題隨之涌現(xiàn),其中與安全" title="安全">安全生產(chǎn)密切相關(guān)的是聲疲勞問(wèn)題。核反應(yīng)堆中蒸汽流經(jīng)閥門產(chǎn)生流動(dòng)噪聲,閥門空腔共振將聲音放大并沿著主供氣管道回傳至干燥器,令干燥器產(chǎn)生聲致振動(dòng),構(gòu)成聲疲勞隱患。actran可以在預(yù)研階段模擬該聲疲勞問(wèn)題,研究方案分為5部分:

        (1) 閥門噪聲源分析

        (2) 管道聲傳播分析

        (3) 干燥器聲空間模態(tài)分析

        (4) 背景流條件聲傳播分析

        (5) 聲疲勞試驗(yàn)與仿真

        閥門噪聲源分析
        預(yù)測(cè)閥門產(chǎn)生的流動(dòng)噪聲,通常閥門噪聲是一個(gè)寬帶噪聲。閥門空腔在聲激勵(lì)作用下,將類似于亥姆霍茲共振器,放大流動(dòng)噪聲,并產(chǎn)生離散譜噪聲。計(jì)算氣流在閥門處產(chǎn)生的噪聲頻譜,作為噪聲源。

      圖1.1 閥門共振腔


 圖1.2 氣動(dòng)噪聲分析流程

        流動(dòng)噪聲分析包括CFD計(jì)算與CAA計(jì)算,詳細(xì)步驟如下:

        (1) 建立CFD分析模型,利用URANS、LES或DES方法提取非定常流場(chǎng);

        (2) 建立ACTRAN聲學(xué)分析模型,利用ACTRAN/iCFD命令,將CFD基本量轉(zhuǎn)換為氣動(dòng)噪聲源,并使用積分法插值入聲學(xué)網(wǎng)格;

        (3) 利用ACTRAN/iCFD命令對(duì)聲源進(jìn)行傅里葉轉(zhuǎn)換,將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域;

        (4) ACTRAN計(jì)算氣動(dòng)噪聲的傳播,導(dǎo)出預(yù)設(shè)場(chǎng)點(diǎn)的聲場(chǎng)云圖和聲壓頻響函數(shù);

        管道聲傳播分析
        使用ACTRAN計(jì)算噪聲在管道內(nèi)的傳播,得到干燥器罩內(nèi)的聲場(chǎng)分布。該步驟可以在管道一端加載閥門共振腔聲源,計(jì)算聲波在管道內(nèi)的傳播,獲得干燥器罩內(nèi)部聲場(chǎng)分布以及干燥器承受的聲載荷。

        干燥器聲空間模態(tài)分析
        ACTRAN計(jì)算干燥器聲空間模態(tài),判斷是否與閥門共振腔噪聲源產(chǎn)生聲共振現(xiàn)象。根據(jù)模態(tài)分析結(jié)果,指導(dǎo)聲空間的優(yōu)化調(diào)整。

圖3.1干燥器聲空間模態(tài)分析

        背景流條件聲傳播分析
        將溫度、流速、密度等背景流條件插值于ACTRAN聲學(xué)網(wǎng)格,重新計(jì)算聲音傳播,預(yù)測(cè)干燥器內(nèi)部聲場(chǎng)、干燥器承受的聲載荷等。

        聲疲勞仿真
        聲疲勞仿真分析是將聲載荷加載到干燥器上,預(yù)測(cè)干燥器的振動(dòng)速度與應(yīng)力分布,研究結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)。根據(jù)振動(dòng)響應(yīng)分布,進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

        綜上所述,ACTRAN能夠有效根據(jù)核電系統(tǒng)的聲學(xué)問(wèn)題,提供聲學(xué)數(shù)值仿真解決方案。利用ACTRAN的分析,可以解除核電系統(tǒng)的安全隱患。?;萍季哂芯邆涓咚降穆晫W(xué)工程師團(tuán)隊(duì),可以提供全方位的咨詢服務(wù),幫助核工業(yè)客戶解決聲學(xué)問(wèn)題。

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