高温高压蒸汽疏水阀启闭瞬间湍流激振特性分析

高温高压过热蒸汽在疏水阀启闭瞬间的流动可以看成是由多尺度不规则涡流叠合而成的湍流，其流场由Navier-Stokes(N-S)方程控制，可采用直接数值模拟和非直接数值模拟方法处理，直接数值模拟可以给出所有湍流脉动，对噪声的分析十分有利，但对计算机计算能力有非常高的要求，目前难以实现。非直接的时均化处理方法可给出时均压强、速度及涡流强度，对湍流诱发振动和噪声的分析有重要意义，但时均化数值模拟缺乏频普分析，在流场计算中丢失了与振动、噪声紧密相关的时域和频率信息；而非直接的大涡模拟将湍流场中的涡流分为不同尺度的涡流，湍流输运方程中既包含大尺度脉动也包含小尺度脉动，大尺度湍涡可用数值计算方法直接求解，小尺度湍涡对大尺度湍涡的作用可通过亚格子模型使方程封闭，大涡模拟所得的湍流有利于分析其频谱特性。我厂工程师通过时均模拟和大涡模拟两种方法对高温高压过热蒸汽疏水阀启闭瞬间湍流的非定常流体激振特性进行分析。