基于气固耦合的输气管道泄漏音波产生机理研究

随着天然气工业的迅速发展，天然气管道大规模铺设，使得输气管道泄漏检测技术的研究意义重大，其中音波法泄漏检测技术由于具有灵敏度高、定位精度高、误报率低、检测时间短、适应性强等优点。本项目基于音波泄漏检测技术原理，进行了输气管线音波泄漏检测技术的基础性研究。通过理论研究，（1）对输气管道中球阀阀门噪声进行了研究，建立了阀门噪声模型，确立了研究音波产生机理的两种方法，一种是只采用CFD（Computational Fluid Dynamics）软件进行计算和分析，即FWH方法，另一种是采用CFD软件联合声学软件进行仿真计算，即BEM方法，并对两种方法进行了对比分析；（2）根据气动噪声和气固耦合理论采用FWH方法对输气管道中的泄漏音波产生机理进行了研究，建立了泄漏音波模型，确定了泄漏音波产生机理，得到了音波特征量随泄漏孔径和压力等影响因素的变化关系，并通过实验进行了验证；（3）采用BEM方法对油气管道的振动声辐射进行了研究，建立了管道辐射噪声模型；（4）将音波产生机理的理论应用于现场实验，并对现场实验信号进行了时频联合分析，得到了可用于音波泄漏检测的音波特征量。