气体波动引起的弯曲流道气波机振荡管结构动态响应研究

作者：尹彬,张博旭,王泽武. 日期：2023-12-26/span> 浏览：232 查看PDF文档

摘要:弯曲流道气波制冷机内气体波动引起的振动行为复杂,而二维数值计算不能对其进行真实的模拟,且实验过程中难以采集气波机的振动信号。为了解决以上问题,对弯曲流道振荡管结构动态响应进行了研究。首先,基于流固耦合数值模拟方法,开发了双开口弯曲流道气波机波转子三维非定常流体流动模型,并对模型进行了可靠性验证;然后,采用傅里叶变换技术提取了振荡管内不规则压力激励载荷,分析了非定常流体激励载荷时域和频域分布规律;最后,分析了波动压力下振荡管结构的动态位移场和应力场,计算了气波机波转子系统固有频率,与相同参数下的直流道振荡管进行了对比。研究结果表明:相对于直流道振荡管,弯曲流道气波机振荡管的最大振幅增加了1.74倍,不利于结构安全运行,但幅值在10-2mm以下,满足工程设计要求;虽然,振荡管插片振动频率与流激力载荷频率相近,但远离波转子结构的固有频率,因此不会引发结构共振和激烈的强迫振动,能够确保气波机安全平稳地运行。

关键词:弯曲流道气波制冷机;波转子;流固耦合数值模拟方法;动态响应;结构固有频率;傅里叶变换

中图分类号:TH122;TB651文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)12-1939-09

本文引用格式:

尹彬,张博旭,王泽武.气体波动引起的弯曲流道气波机振荡管结构动态响应研究［J］.机电工程,2023,40(12):1939-1947.

YIN Bin, ZHANG Boxu, WANG Zewu. Investigation on dynamic response of oscillating tube structure of curved channel gas-wave refrigerator caused by gas fluctuation［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(12):1939-1947.