基于PumpLinx与ACTRAN的泵阀与运动机械噪声解决方案

（三）技术优势与应用前景

4 . 技术优势与应用前景

        PumpLinx与ACTRAN软件分别作为世界领先的泵阀与运动机械流体分析软件与噪声分析软件，确保所提供的解决方案能满足泵、螺旋桨、风机、涡轮等流体机械不同的声学设计需要。

        在泵阀与运动机械流体分析阶段，PumpLinx作为专业的泵阀与运动机械CFD分析软件，具有独特优势：

        1)PumpLinx独特的笛卡尔网格划分方法，在保证网格精度的基础上，划分速度更快，网格数量更少，可以有效节约工程师的时间；

        2)PumpLinx包含专业模板，用户在模板引导下进行设置，快速简便，非常容易使用；

        3)PumpLinx的设计模板包含了大量泵及旋转机械类CFD模拟的流程和规范，因此降低了对使用者的CFD背景知识的要求，一般设计人员就可以使用；

        4)PumpLinx特有的全空化模型具有更好的收敛性和稳定性，其内置的汽蚀损害指标可对泵内汽蚀严重程度做出评估，这对工程师的优化设计工作来说是非常有意义的；

        5)PumpLinx计算速度通常是同类CFD软件的5倍左右，因而可以快速计算。

        6)PumpLinx可以直接获得压力、流量、速度、扭矩、功率、密度等参数，不需要人为换算。

        PumpLinx对泵阀及旋转机械所做的精确的计算结果可以Ensight格式输出，ACTRAN可以自由的提取PumpLinx软件计算获得的流体动力源，并且建立包络旋转机械结构与流体区域的有限元模型，进行“振动-流动-噪声”的一体化分析，无需借助结构有限元分析软件，就可以计算流动振动噪声问题，便于工程师缩短分析流程，快速熟悉软件平台，可以快速进行泵阀与运动机械噪声设计与优化。

        ACTRAN是由专门致力于计算声学软件开发及其咨询服务的比利时FFT公司开发，在噪声模拟方面处于领先地位，我们选择ACTRAN作为泵阀与运动机械噪声模拟的工具理由如下：

        1)具有Lighthill和Morhring声类比技术，适合不同流场状态流动声源的提取，既可以提取面声源还可以提取体声源。

        2)具备振动、流动一体化分析能力，可以进行泵阀与运动机械在工作中产生的复杂的流动和振动噪声的综合模拟，使得计算结果更真实可靠。

        3)ACTRAN具有逆向预测能力，即可以根据噪声测量的结果预测结构的振动。

        4)“真实”建模能力：ACTRAN的采用有限元方法，建模过程与典型的有限元软件类似，不需要进行过多假设和近似，建模过程直观易于理解，避免由于方法选择错误带来的问题。

        5)由于有限元方法的共通性，ACTRAN软件能够更好的与结构分析结果联合，在边界条件、激励、结构类型、材料等各方面均能更好的模拟实际物理问题。

        6)ACTRAN具备管道模态激励方式，可以用于模拟涡轮泵叶片旋转时产生的噪声及其在管道中的声传播。

        7)ACTRAN包含了丰富的声学单元库和材料库，具备结构实体单元、实体壳单元、梁单元、薄壳单元等，且可以模拟像泡沫、橡胶、复合材料、多孔材料等减振隔音材料，可以方便快捷的模拟减振隔音方案。

        8)在ACTRAN的材料库中包含了压电材料模型，压电材料被广泛地应用于声纳等主动声学设备，因此只有ACTRAN可以准确模拟声纳等水下侦测设备。

        9)采用无限元技术，可以用极小的代价模拟无限远场的声音传播，包含声压情况，包括指向性、幅频特性等。

        10)ACTRAN支持预应力结构的声学分析功能，能够考虑结构在外部载荷作用下刚度的改变对其声学性能的影响。

        11)专业的频率响应函数求解器，具有比边界元等其它方法更高的求解效率。

附录：相关软件推荐模块配置

        针对泵阀与运动机械的主要应用及CFD模拟要求，我们建议定制的专业泵阀与运动机械软件PumpLinx模块包括：

表5-1  PumpLinx模块清单

        针对泵阀与运动机械的主要应用及声学模拟要求，我们建议定制的声学ACTRAN模块包括：

表5-2 ACTRAN模块清单