Анализ распространения колебательных процессов в канале с перфорированной преградой

Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью создания конструкций с низким уровнем шума. Понимание колебательных процессов в каналах может привести к повышению качества проектируемых систем, что, в свою очередь, повысит их конкурентоспособность. Каналы с перфорированными перегородками являются элементом большого числа инженерных систем. Использование таких конструкций, заполненных газами, например, водородом, представляет интерес с точки зрения транспортировки новых источников энергии и исследования поведения газа при его взаимодействии с деформируемой преградой. Цель исследовательской работы заключается в анализе колебательных процессов при взаимодействии газа и конструкции с перфорированной преградой. Исследования, приведенные в данной работе, осуществляются с использованием системы инженерного анализа ANSYS, позволяющей моделировать рассматриваемые процессы в 2FSI постановке. Рассчитаны зависимости давления и перемещений во времени в различных точках модельной установки, заполненной водородом при наличии препятствий, в том числе с перфорацией. В данной статье рассмотрено взаимовлияние газодинамического потока и канала с одной, двумя или тремя деформируемыми перегородками на характеристики колебаний газа и конструкции. Рассмотрены три случая: ближайшая к источнику колебаний перегородка не имеет отверстия, отверстие в перегородке имеет диаметр 20 мм и диаметр отверстия в перегородке составляет 14 мм. Вторая и третья перегородка (при наличии) - без отверстия. Анализ колебательных процессов в модельном канале с перфорированными (или глухими) перегородками, заполненном водородом, показал значительное влияние перфорации перегородок на динамику системы для разных условий сочетания перегородок. Результаты и выводы, полученные в ходе данного анализа, могут лежать в основе дальнейших экспериментов и разработок в области газодинамики и аэроупругости, а также при проектировании малошумных и виброустойчивых элементов для водородной энергетики и акустических систем.