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摘要
埋地输气管道泄漏声场产生机理和特性尚不明确，制约着管道泄漏声波检测技术的发展。使用计算流体力学(computational fluid dynamic, CFD)与离散元(discrete element method, DEM)耦合方法分析管道泄漏的气固作用，结合宽频噪声源模型和阵列成像技术进行泄漏声场分析和测试。数值模拟结果表明，泄漏高速喷流冲击土壤致使泄漏孔外部形成空洞，并在泄漏孔和空洞内产生四极子声源。土壤阻隔导致流体速度和湍流动能减小，能量由流体传递至土壤颗粒，土壤颗粒运动速度达到了10 m/s。1 MPa管道内压下，泄漏喷流的最大流速超过1 000 m/s,由此产生的气动噪声声压级达到了180 dB。相较于其他方向，泄漏孔向上时空洞更大，流场和声场能量更强。声场成像结果证明泄漏孔与声源重合，基于地面阵列的泄漏检测具有可行性。
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