液体动力簧片哨发声特征及其机理研究

簧片哨发声器产生的双重空化效应比普通的水力空化高许多，具有低能耗、将空化降解处理水体的实验室结果"放大"到生产规模中极大优势，是探寻解决大流量空化处理液体的有效方法之一。.本项目针对簧片哨的应用超前于基础研究，而应用研究也仅限于具体实验现象的分析，缺乏声波发生特征、以及与声波特征有关的频率、强度、声场分布等参量的研究、计算和理论上预示的研究。课题组依据前期工作获得的经验和积累为基础，从实验上研究这种发声器的特性，将有限元分析的方法优化振动系统与计算流体动力学（CDF）结合，运用声学振动理论分析发声特征和机理，通过应用基础理论方面的探究，尤其是通过实验测量结合理论计算来探究与声波特征有关的频率、强度、声场分布等参量的控制途径和方法，从理论上给出簧片哨有关声学特征的精确地预示途径。为进一步有效的、广泛的应用簧片哨发声器奠定基础。

液体动力式发声器将可能是把声空化应用从实验室规模“放大”到生产规模应用的一个有效途径之一。以往对簧片哨的应用研究超前于基础研究，而应用研究也仅限于具体实验现象的分析，缺乏声波发生特征以及与其有关的频率、强度、声场分布等参量的研究。因此，本课题组从理论模拟和实验对上述特征进行了研究。课题组依据前期工作获得的经验和积累为基础，用有限元分析的方法优化了振动系统，并与计算流体动力学（CFD）结合研究簧片哨喷嘴对射流的影响，结果表明喷嘴出口收缩角度对于出口速度有很大影响，收缩角在15°～30°之间流出速度较大，易于激发簧片振动。研究簧片的劈尖形状对振动的影响，获得了许多对设计有理论指导意义的结果：簧片劈尖的形状决定振动的初始状态，而且决定达到稳态工作的振幅。研究了低流速情况下的簧片哨的发声情况，运用声学振动理论和流体力学分析发声特征和机理。从实验上研究这种发声器的特性，结合理论计算来探究与声波特征有关的频率、强度等参量的控制途径和方法，为簧片哨发声器的进一步有效广泛的应用奠定基础。