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圆柱绕流气动噪声数值分析 总被引:1,自引:0,他引:1
为了快速预测刚性圆柱绕流的气动噪声,研究了一种将离散涡方法(DVM)和涡声理论结合起来计算低马赫数、高雷诺数流场气动噪声的方法。首先用Oseen粘性涡模型改进了离散涡方法并模拟了圆柱绕流,分析结果与实际情况相符。根据流场计算的结果,应用涡声理论进一步计算了远场的声压。测点的总声压级与实验值及其他数值计算结果都比较吻合。最后绘制了声场的指向性特性曲线,表明圆柱绕流声场明显的偶极子特性。 相似文献
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针对高速列车弓网噪声,为降低主要由细长圆柱杆件构成的受电弓的气动噪声,建立三维圆柱绕流气动噪声分析模型,基于大涡模拟方法、声类比理论模拟圆柱杆件的流场特征,分析远场气动噪声频谱特性与分布规律,并对圆柱杆件表面作球缺型凹坑处理,分析表面处理方案的降噪效果。数值结果表明,来流与圆柱轴向所在平面法向的气动噪声受升力波动影响,声压级最大;圆柱来流方向前后气动噪声受阻力波动影响,声压级最小。圆柱表面球缺型凹坑处理方式可以有效降低圆柱杆件远场R=5 m处最大声压级,凹坑加密,降噪效果更好,优化模型II-1、II-2和II-3在R=5 m处最大声压级分别降低1.5 d B、1.9 d B和2.4 d B。相关结果可为高速列车噪声控制提供参考。 相似文献
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通过寻找满足非紧致边界的精确格林函数,发展了一种基于声模拟理论的非紧致边界气动噪声数值预测方法。该方法首先采用边界积分方法计算满足相应边界条件的精确格林函数,然后采用精确格林函数求解FW-H方程,进行远场气动噪声预测。考虑了非紧致边界对声波传播的散射作用,适用于尺寸较大且几何外形复杂的边界与非定常流动相互作用诱发的气动噪声的数值预测。以雷诺数90 000、马赫数0.2的圆柱绕流诱发的气动噪声为例,数值预测了非紧致边界条件下的气动噪声,并与采用自由空间格林函数求解FW-H的计算结果进行了对比,对该方法进行了验证。 相似文献
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为预测非定常流动与非紧致阻抗固体边界相互作用产生的气动噪声,开发一种基于精确格林函数和声模拟理论的气动噪声数值预测方法。非紧致阻抗边界对声波的散射作用计入精确格林函数,远场噪声采用FW-H方程计算。对具有任意几何外形的非紧致阻抗边界,采用边界元方法计算满足声学硬边界或声学阻抗边界条件的精确格林函数。同时,推导了具有阻抗边界条件的二维非紧致圆柱精确格林函数的解析解用以验证数值计算方法。数值计算结果表明数值解与解析解的结果一致,数值解要取得好的网格收敛效果需要在一个波长内布置至少20个网格点。圆柱绕流气动噪声预测结果表明,非紧致边界的阻抗特性对声传播有显著影响,采用合适的阻抗布置方式可以取得有效的噪声控制效果。 相似文献
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对物体高速行驶下的气动噪声现象的认识和描述一直以来都是气动声学领域探索的基本问题和难点问题,尤其对物体近壁面处声源的产生及其声辐射缺乏有效的描述手段。该研究以圆柱绕流为研究对象,结合数值仿真手段,基于涡声方程的声源项描述圆柱绕流近壁面处的声源特性,建立声源识别方法。研究表明,该方法描述的声源存在不该有声源的位置出现声源的现象。研究进一步基于质点振速的矢量波动方程,将不能辐射噪声的源分离,较为准确地识别出了圆柱绕流气动噪声源的大小和位置。该研究在探索识别圆柱绕流气动噪声源方法的同时,也为准确识别气动噪声源特征提供了有效的方法。 相似文献
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为研究偏心圆柱绕流柱体的运动特征及其转化海流能等低流速流体能量的特性,开展了偏心圆柱绕流试验研究,测量了角度摆动、扭矩变化规律,分析了偏心圆柱的运动特征、水动力学性能,以及偏心圆柱绕流摆动动力学系统的混沌特性,计算了平均输出功率与能量转化效率。结果表明:偏心圆柱绕流摆动需要一定的启动流速,来流雷诺数大于一定数值时,发生偏心圆柱的摆动频率锁定现象;偏心圆柱绕流转化流体能量的效率与阻尼呈线性正比关系,随来流雷诺数的增大而减小,最大转化效率可达37%。偏心圆柱绕流摆动系统为一弱混沌系统,其运动规律可近似由线性方程拟合。依据斯特劳哈尔相似准则和拟合的运动规律预测了原型偏心圆柱绕流的运动规律和能量转化效率。研究成果可为海流能开发利用装备的设计研发提供理论基础和试验依据。 相似文献
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为了更准确地预测车用交流发电机的气动噪声,基于计算流体力学及声类比理论,考虑影响声传播的因素,对实验室安装条件下的某型车用交流发电机气动噪声进行研究。利用大涡模拟方法计算了交流发电机内部三维非稳态流场;依据Lighthill声类比思想,将转子表面的压力脉动等效为旋转偶极子源点集;考虑发电机机壳及实验台面对声传播的影响,建立了以机壳内表面为声源边界的半自由声场计算模型,进而预测了发电机的远场气动噪声;最后,利用实测数据对发电机气动噪声仿真结果进行了验证。结果表明:交流发电机气动噪声的辐射声场具有明显的偶极子指向特性;仿真计算结果与实验测试结果具有很好的一致性。所提的研究方法能更准确地预测发电机的气动噪声,同时可为实车安装条件下的车用交流发电机气动噪声预测提供参考。 相似文献
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为探究圆柱壳结构横向来流时流噪声的产生机理和控制技术,对其高雷诺数下的流噪声进行数值仿真,并分析声学覆盖层对流噪声向壳内传播的阻抑作用。首先基于SSTk-ω 湍流模型对流场进行分析,并运用Lighthill 声类比理论构建流噪声数值计算模型,分析圆柱壳内外的声场特性,比较不同声学覆盖层圆柱壳内的声压级。结果表明:流噪声的峰值频率与流场的涡脱落频率一致,为低频噪声;聚氨酯弹性体、聚氨酯泡沫以及铅三种声学覆盖层,铅的吸隔声性能最好,且适当增加空气层对低频噪声的抑制效果更为明显。研究可为水下圆柱壳内流噪声降噪提供一定的指导。 相似文献
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李燕玲;苏中地 《中国计量学院学报》2013,(4):364-369
采用Spalart-Allmaras基的DES模型对不同雷诺数下单圆柱绕流的湍流流场进行了三维数值模拟,取雷诺数Re=2×104,1×105,3×105和1×106,数值模拟研究分析了流场形态,给出了阻力系数及升阻力频谱,并与前人的实验和其他方法模拟的结果进行了对比.结果显示,它们与实验数据一致且图形的三维特性明显,这也验证了DES方法在高雷诺数时在圆柱绕流模拟方面的准确性. 相似文献
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以三维圆柱为研究对象,使用Lighthill声类比法研究其绕流发声问题。第一步进行流场计算,分别用大涡模拟(LES)、脱体涡模拟(DES)和瞬态雷诺平均法(URANS)模拟声源区流场,通过对比流场压力和涡量等参数,据此选取合适的流场仿真方法;第二步用基于Lighthill方程FW-H积分法和边界元法预报远场直发声,通过和Revell试验结果比较,分析各种计算方法差别。研究表明:进行流场仿真时LES计算结果最好,IDDES法在保证计算精度条件下能有效减少流场网格数量,URANS法误差很大;进行辐射噪声预报时,FW-H积分法和边界元法基本相同。 相似文献
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高速轿车气流噪声模拟研究 总被引:1,自引:0,他引:1
采用大涡模拟(LES)方法计算了某轿车模型的瞬态外流场,并研究了车辆表面脉动压力和流态,然后采用FW-H声学模型,预测了车外场点的噪声特性。根据流场和声学模拟结果对某轿车模型进行修改,并进行了噪声测量,模型修改后气流噪声有显著降低。 相似文献
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针对某型车排气尾管噪声过高问题,利用三维有限元方法对排气消声器声学性能进行分析;再应用计算流体动力学方法对消声器内部流场进行模拟计算,分析产生气流再生噪声的原因。根据分析结果对排气消声器结构进行优化。使用优化后的排气消声器进行整车排气尾管噪声测试,结果表明尾管噪声明显降低,达到设计目标值。 相似文献
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通过实验测量并且综合气动声学相关知识进行噪声源识别,根据实验得到的数据结果判断服务器的噪声主要来源是风扇的旋转噪声并且求得噪声的频率值。同时运用UG(Unigraphics)建立了服务器风扇框的CAD(Computer Aided Design)模型,运用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件FLUENT针对风扇框的流场进行仿真研究,针对服务器的噪声源的特性以及流场模拟结果设计了一个吸声导流槽,并取得了满意的降噪效果。 相似文献
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空调室内机空气流动噪音是影响室内舒适性的重要因素,为此对室内机贯流风扇的非定常流场及噪音特性进行了数值分析。采用非均匀滑移网格和RNG k-ε湍流模型对不可压缩流体非定常流动的Navier-Stokes方程进行求解,并采用Ffowcs-Williams and Hawkings模型对空气流场和噪音进行关联,对空调室内机内空气非定常流场及流动噪音进行数值分析,并与实验结果进行比较。结果表明,采用此方法对计算的流动噪音的声音品质和声谱特性都与测量结果有较好的吻合,为空调器空气流场的优化设计和降低空调器风扇及空气流动噪音的研究提供了有效工具。 相似文献
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烟草行业正在进行绿色工房的达标改造,而声环境是考核的重要指标。对上海卷烟厂新建制烟车间包括混响时间及声场特性的声环境现状进行调研分析后,依据吸声降噪理论提出了声环境改造的措施,并从理论上半定量分析了机器设备本身对降噪效果的影响,最后利用计算机模拟软件对新建车间的噪声分布进行了预测,半定量理论分析、计算机模拟及竣工实测数据均表明对新建车间所采取的吸声降噪措施既可靠又有效。 相似文献