一种新型离心风机的气动噪声数值仿真

以一种新型离心风机为例,运用Lighthill声比拟理论和计算流体动力学技术对离心风机的非定常流场和气动噪声进行数值模拟。首先以风机内部静压脉动随时间的波动判断离心风机的主要噪声源的位置,然后,以噪声频谱图和1／3倍频程图分析离心风机的噪声组成,判断离心风机噪声的产生机理。并以实验结果作为根据,验证仿真结果的正确性。结果表明：在非定常流场中,离心风机的噪声源主要分布在叶片与蜗壳之间的狭窄区域,在气动噪声成分中涡流噪声所占的比例最大,其产生的主要原因是由于叶片尾缘漩涡脱落造成的压力脉动形成的。     

Helmholtz共振腔气动噪声数值仿真

为探究出一套完整、准确的气动噪声仿真方法,用FLUENT和Actran仿真Helmholtz共振腔旁接管道系统模型.针对流场仿真,采用六面体网格建模,分析选择合适的网格密度,明确网格及边界条件的影响,以获得准确的声源信息;运用Lighthill声类比方法对声场进行仿真,采用数值计算、传声损失仿真和气动噪声仿真计算等3种方法提取管道内部场点声压级频谱曲线,分析曲线峰值频率特征,包括共振频率分析和声模态分析等.采用CFD软件与声学仿真软件相结合的方法,可以有效进行流场和声场的仿真.     

基于混合数值算法的锯齿形喷管气动噪声仿真

为了预测航空发动机喷流噪声远场声压级,满足未来的航空器噪声适航要求,采用计算流体力学(CFD)和计算航空声学(CAA)混合数值算法,对安装Chevron型锯齿的喷管进行气动噪声仿真计算.使用大涡模拟(LES)计算喷管的瞬态喷流流场.在流场计算的基础上使用Ligthill声类比进行声源提取,结合有限元/无限元方法对喷流噪...     

管道泄漏噪声的数值仿真分析

在管道运输的研究中,针对实时监控问题,目前管道泄漏噪声的获得主要是采用实验的方法,易受模型尺寸、测量精度等因素限制.以广义莱特希尔(Lighthill)理论为基础,利用商业软件fluent对输流管道泄漏的流场进行数值仿真.据实际情况设置边界条件,分析了流速的变化.接着运用基于LES大涡仿真法和FW-H方程相匹配的技术,对管道泄漏噪声进行了CAA数值仿真,通过快速傅立叶变换对泄漏点处及测量点处的压力进行了频谱分析,对比了不同点声压的特点.通过仿真实验,结果表明,为噪声研究提供了参考,对实际的管道泄漏声场分析和监测有较大的参考价值.     

高速列车集电部气动噪声数值模拟

针对铁路提速后高速列车集电部气动噪声过大的问题,在集电部引入导流罩,应用FLUENT对不合导流罩及含导流罩集电部的外流场和气动噪声分别进行数值模拟和分析．流场计算采用稳态雷诺平均纳维斯托克斯（Reynolds Averaged Navier—Stokes,RANS）方法,声学模型选择边界层噪声模型．计算结果表明导流罩的设计至关重要,合理的设计能使得导流罩较好地引导气流,起到降低集电部气动噪声的作用．     

汽车空调蒸发器分布参数动态模型及数值仿真

蒸发器是汽车空调系统的主要部件,建立蒸发器性能仿真模型是开发汽车空调仿真系统的一项重要工作。该文基于过程物理机理,建立了汽车空调系统蒸发器分布参数动态数学模型,并给出了具体的数值仿真算法;借助该文的仿真模型,可以对制冷系统蒸发器的动／静态特性进行较为全面的仿真分析,预测不同运行工况下蒸发器热力参数的瞬态分布状况,同时还可以十分方便地确定出制冷剂单／双相区域分界点的瞬态位置;文中通过一个仿真算例说明了所建立的仿真模型可用性。     

CRH1A-A型动车组空调显示灰框的原因及处置方法

配属广州动车段的CRH1A-A-XXX动车组在运行途中随车机械师发现IDU(智能显示单元)中旅客舒适度界面,06车空调显示灰框,当前状态下车组未提示任何故障,进一步检查发现空调系统未启动,应急指挥中心指导随车机械师对空调主机进行断电复位、操作本地开关均无效,后经添乘技术员使用空调维护软件确认为空调处于紧急关闭模式,旁路...     

高速列车受电弓气动噪声分析与降噪研究

随着列车速度的大幅提升,气动噪声问题愈发凸显。受电弓噪声在整车噪声中占较高位置,为研究高速列车受电弓气动噪声特性,通过Lighthill声学理论的宽频噪声模型对高速列车气动噪声源进行识别,利用定常SST k-w湍流方法分析高速列车受电弓的流场特性;基于大涡模拟与FW-H声学比拟理论计算高速列车受电弓远场气动噪声。数值算例结果表明,受电弓部位的碳滑板、弓头为受电弓主要噪声源;以轨道中心线为对称线,远场气动噪声监测点的声压级及频谱特性表现出较高的对称性;在同一列车运行速度下,监测点声压级随离轨道中心线距离增大而减小,列车以不同速度运行时,其声压级降低的幅值相差较小;高速列车远场气动噪声为宽频噪声,主要能量集中在500Hz~5000Hz。提出一种射流降噪方法,在350km/h速度下,监测点总声压级值降低了15.2dB。     

高速列车车内低频气动噪声预测

为研究气动载荷下高速列车的车内低频噪声,建立高速列车空气动力学模型,采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)法计算中间车的表面脉动压力.将脉动压力加载到高速列车的有限元模型上,通过瞬态分析得到车体的振动位移响应;将位移响应作为边界条件,采用边界元法(Boundary Element Method,BEM)分析车内噪声.结果表明：车窗振动位移最大,车顶和车底次之;中间车车厢的两端声压比中部大;在低频范围内,车厢内声压呈强弱交替分布,声场强弱界限较明显,且随着频率的增大,沿车体纵向和横向干涉条纹增多;车内低频气动噪声随速度二次方的增大而增加.     

基于FLUENT和STAR CCM+的整车气动噪声源对比

为对比FLUENT和STAR CCM+在整车气动噪声源的计算精度,开展某两厢轿车的气动噪声风洞试验并进行数值仿真.研究发现：2个软件得到的整车表面总声压级分布云图较相似,各部件噪声分布特征一致,大小排序相同,但FLUENT得到的总声压级大于STAR CCM+.FLUENT在计算测点总声压级与声压级频谱时优于STAR CCM+,具体体现在：侧窗19个点和车身50个点的能量平均值与试验差值分别仅为0.6 dBA和-0.4 dBA,而STAR CCM+的差值分别为3.1 dBA和1.7 dBA;两者在中低频上差异不大,但FLUENT得到中高频的声压级与试验更加接近.     

多孔吸声型声屏障降噪效果仿真分析

利用边界元法建立高速铁路区间直立型声屏障降噪预测模型,对添加硅酸盐基多孔吸声材料前后声屏障对降噪效果的影响进行数值计算。结果表明：厚度为0.08 m的硅酸盐基多孔吸声材料使得声屏障在距离线路中心30 m的铁路界限处噪声衰减量最大可增加12.5 dB;应用于声屏障的最佳硅酸盐基多孔吸声材料厚度为0.08~0.11 m。     

轿车乘员舱内气流对气动阻力影响的数值模拟

为揭示轿车侧窗开启程度和乘员舱内布置对气动阻力的影响规律,建立1∶1阶背式英国汽车研究协会(Motor Industry Research Association,MIRA)标准模型;基于FLUENT,在30 m/s风速下采用可实现k-ε湍流模型对不同侧窗开度的模型进行三维稳态数值模拟,得到气动阻力因数随侧窗开启程度的增大而增大的变化趋势.在侧窗全开时,改变舱内布置,得到气动阻力因数随假人个数的变化规律;对比不同情况下模型的流场分布发现,当考虑乘员舱内气流时,气动阻力的大小不仅与进气量有关,而且受舱内流场分布的影响.     

地铁车轮振动声辐射特性和车轮降噪

为降低地铁车轮振动噪声,建立车轮三维有限元模型实体网格,利用有限元法计算车轮的固有频率和模态振型;将径向单位力激励下的车轮表面振动速度作为边界条件,采用直接边界元法分析车轮振动声辐射特性;利用阻尼措施降低车轮辐射噪声.结果表明：轮辐和踏面是产生高频噪声的主要部位,在3 731.3 Hz的声功率级最高为69.2 dB(A),此频率下轮辐对总声压贡献最大;采用阻尼措施后声功率级最高值下降4.7 dB(A).数值仿真结果可以为低噪声车轮的研究提供参考.     

动车组明线运行速度提高对空调工作的影响

为研究列车运行速度提高对空调工作的影响,采用三维定常不可压缩k-ε湍流模型,对不同运行速度下4辆编组的某新型动车组明线运行的空气动力学特性进行仿真,分析在不同运行速度下客室和司机室的空调冷凝器进、出口表面压力变化规律,预测冷凝风机通风量随列车运行速度提高的变化规律。计算结果表明:随着运行速度的提高,动车组车体表面和冷凝器进出口表面压力逐渐降低,冷凝器进、出口压差基本呈降低趋势,头车司机室和客室的前通风机通风量逐渐降低,尾车司机室和客室的后通风机压差为负且绝对值逐渐增大,说明通风机通风量逐渐提高。     

Design of low noise airfoil with high aerodynamic performance for use on small wind turbines

Wind power is one of the most reliable renewable energy sources and internationally installed capacity is increasing radically every year.Although wind power has been favored by the public in general,the problem with the impact of wind turbine noise on people living in the vicinity of the turbines has been increased.Low noise wind turbine design is becoming more and more important as noise is spreading more adverse effect of wind turbine to public.This paper demonstrates the design of 10 kW class wind turbi...     

基于解析法的变风量空调解耦优化控制

为了解决变风量空调中变量众多、耦合严重、延迟时间大、易出现不确定摄动等问题,提出了一种基于解析法的PID解耦控制策略。通过建立送风温度与室内温度两支耦合回路模型,并构建合适的期望闭环传函阵,推导出解耦控制器矩阵的理想表述形式。利用劳斯降阶与一阶帕德近似将其转换成PID形式,通过改变唯一的调节变量并根据谱半径幅频曲线来满足稳定性与鲁棒稳定性等要求,从而获得各参数的具体数值。结果表明,相比于前馈补偿PID法,基于解析法的解耦策略不仅能够完全消除两支回路间的耦合效应,还具有更平稳的跟踪性能,受不确定摄动的影响更小。