郑贤中，於潜军，徐小明

(武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉 430205)

0 引 言

热风炉是钢铁冶炼设备高炉的一个重要组成部分[1-2].热风炉的主要作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高高炉的效益和效率.但是在冶炼过程中经常要调节气体流量的大小，以配合各种工况下钢铁的冶炼.为了实现自由调节气流目的，需要用阀或阀组的开启或关闭.其中阀在启闭瞬间产生巨大的噪音，而噪声又已成为威胁人类生存的三大公害之一，噪声对人们的心理和生理都有严重的影响.故需要对阀组进行声学仿真分析，以期能得到阀组的噪音值，从而判定噪声危害的程度，而该噪声产生的主要原因是振动，又由于阀或阀组在此过程中的使用频率高，属于易发生损坏失效的部件，故对热风炉阀做声固耦合分析[3-5]对减噪和强度校核有着重要的实际意义.

笔者以某热风炉阀为研究对象进行声固耦合分析，主要从模态振型和声固耦合[6]等方面对阀体和阀周围区域流体进行分析.重点计算了阀体及阀体周围的声场，得到了阀体周围一定区域内噪音值，以期通过改变结构以达到减噪的效果，并期望此计算结果能对热风炉阀减噪有一定的参考意义.

1 声振耦合有限元分析理论基础

1.1 声学Helmholtz波动方程

解决声学外声场问题的最终目的就是要求解某个特定问题的Helmholtz(人名：亥姆霍兹)波动方程的解，而声学Helmholtz方程是结合了声波的连续方程、运动方程和……