平底后缘风力机翼型气动噪声计算研究

基于二维雷诺平均NS方程,采用SST k-ω湍流模型结合γ-■θt转捩判断方法,对传统尖后缘翼型及修形后的平底后缘翼型进行了粘性绕流数值计算;在此基础上结合Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)声学方程,采用混合方法对平底后缘翼型的气动噪声进行了计算。计算结果和实验结果吻合良好,表明文中方法在平底后缘风力机翼型气动噪声计算方面具有良好的应用前景。     

某SUV型汽车后视镜气动噪声数值仿真

为有效降低汽车气动噪声,依据声类比思想将气动噪声计算分成流场和声场计算,采用全域与子域分步计算流场和ACTRAN计算声场相结合的方法对某SUV型汽车后视镜的3种方案的气动噪声进行数值仿真,得到车外流场与车内外的声场及声压级频谱曲线,分析流场云图和声压级频谱曲线的变化规律.结果表明:方案III的后视镜因边缘凸起改善了侧窗外流场湍流脉动压力、漩涡和声源位置分布,减少了后视镜通过侧窗传播到车内的噪声.数值仿真结果与实验测试结果吻合较好,验证了方法的正确性.该方法可优化车内声场的分布,提高司乘人员舒适性.     

基于声源视角法的气动噪声计算研究

为提高气动噪声求解效率,Casalino提出了声源视角法,首先详细阐述了该方法,并列举其相比传统延迟时间法的优越之处。该方法主要是从声源视角重新建立延迟时间方程,此时无论声源运动形式是否复杂,都使延迟时间方程从超越方程变为代数方程,无需迭代即可直接求解,提高了声场程序的求解效率。其次新建立的延迟时间方程给求解声场的程序设计也带来很大便利,即无需预先存储大量时间步的流场数据,流场求解和声场求解在程序中可以同时进行。并且当接收点无论是静止、亚声速运动还是超声速运动,新建立的延迟时间方程的解均能给出明确的物理意义。最后以声源视角法为基础,通过编写声场求解程序并结合已有的流场求解程序求解圆柱绕流和后视镜绕流2个算例,进一步检验声源视角法的准确性和有效性,计算结果与实验结果吻合良好,表明了声源视角法准确、有效。     

用CFD/FW-H混合方法计算圆柱/翼型的气动噪声

气动噪声预测的关键在于提高流场的预测精度,特别是对涡流扰动的细节描述。文章采用的是计算流体力学(CFD)与"声比拟"相结合的方法,通过2个步骤模拟流动的声学远场。第1步,在包含所有声源的近场区域内,通过使用DES方法获得控制面处的非定常流场参数;第2步,采用基于可穿透数据面的FW-H方法模拟声学远场。该方法与传统的半经验方法相比,具有计算量小,计算精确,易于工程实现,可以计算非线性噪声。文中对比了URANS和DES 2种方法所算的气动噪声结果。在频域上计算了观测点处的声压级随斯托劳哈数和频率的变化,其结果与国外试验结果对比取得了较好的一致性。     

旋翼前飞气动噪声高效数值算法研究

采用“双时间法”数值求解旋翼前飞非定常欧拉方程，并在此基础上，运用改进的Kirchhoff方法，将近场流动解作为声源信号，积分求得旋翼前飞时产生的远场气动噪声(高速脉冲噪声)，从而发展了一套“流场→声场”的高效算法。为了保证网格生成效率，采用无限插值理论生成绕旋翼O-H型代数网格，并考虑了桨叶作变距运动的网格生成问题。解决了前飞噪声计算所遇到的计算机存储量过大、CPU时间过长的问题，并给出了定量计算结果，可作为研究旋翼声场机理及直升机降噪设计的基础。     

旋翼跨声速流动气动噪声的一种高效算法

采用Euler/Kirchhoff方法,计算了直升机旋翼悬停流场的远场噪声。在采用CFD方法求解非定常旋翼悬停流动的Euler方程的基础上,采用Kirchhoff公式计算了直升机悬停流动的远场噪声。中对Kirchhoff面的选取、源点延迟时刻的确定方法进行了研究,并提出了一种由Euler方程解确定Kirchhoff面上物理参数及其空间法向导数的高效三维线性插值方法。对UH－1H直升机旋翼跨声悬停流动的远场噪声进行了定量计算,计算结果与实验值相比较,符合较好,验证了本方法的正确性。     

空腔流场及气动噪声数值模拟

采用带有源项的线性欧拉方程修正空腔流动的非定常流场,利用Ffowcs Williams-Hawkings方程对声源流场的声辐射及远场声信号进行求解,研究空腔辐射声场特性及阻尼截断区域中阻尼系数、控制面位置等参数对噪声信号的影响.计算结果表明,空腔内旋涡的形成和溃灭过程会引起声辐射,且具有四极子特性;在计算区域的边界处设置阻尼截断区域可以有效地控制旋涡撞击边界所产生的“假波”,为了保证较好的收敛速度,阻尼强度系数的量级为104;控制面应包围声源流场区域,以确保求解得到的远场声信号的完整性和准确性.     

低耗散格式在旋翼前飞气动噪声预测中的应用研究

旋翼气动噪声预测的关键在于提高旋翼流场的预测精度,特别是对涡流扰动的细节描述.由于中心格式具有较大的数值耗散,使用中心格式对涡的捕捉相当困难;此外Euler方程没有考虑物理粘性的影响,对旋翼的涡流扰动描述不够准确.文章首先基于嵌套网格,使用低数值耗散的Roe格式结合雷诺平均N-S方程预测旋翼近场流动,在此基础上预测远场噪声.一定程度上提高了前飞旋翼的流动预测能力,进而提高了旋翼气动噪声的预测精度.     

车辆冷却风扇模块气动噪声数值研究

采用计算流体力学(CFD)/计算气动声学(CAA)混合方法对冷却风扇模块气动噪声进行数值研究。考虑风架对空气流动的影响,在定常计算的基础上采用动力Smagorinsky亚格子应力模型的大涡模拟(LES)进行非定常计算捕捉声源信息。基于叶片噪声的Lowson公式,采用声学边界元方法(BEM)对冷却风扇模块气动噪声进行预测。最后,将计算结果和试验结果进行对比。结果表明:冷却风扇模块声场轴向偶极特征明显;接收点处声压级随流量的增加而增加;出风口声压级较进风口大;离散噪声是冷却风扇模块气动噪声的主要成分;宽频噪声分布均匀且相对较小。计算结果和试验结果吻合较好,验证了CFD/CAA混合方法的预测作用,可为声优化提供参考。     

电动汽车充电桩的气动噪声分析和优化

分析180 kW大功率直流充电桩在不同工况下的气动噪声特性,进行整桩的降噪优化设计.采用计算流体力学（CFD）与计算气动声学（CAA）分步耦合仿真的方法,分析整桩的噪声频谱和声场分布规律;开展整桩试验测试,验证仿真的精确性;对比、分析不同降噪方案的降噪性能,并进行方案的试验验证.结果显示,整桩噪声主频为830 Hz,整桩噪声次频为650 Hz,分别与电源模块风扇以及系统风扇的叶片通过频率重合;在电源模块进风口布置吸音棉能够有效消除整桩噪声第三、第四峰值频率幅值;在系统风扇出风口布置吸音棉能够使整桩A计权声压级总值降低约1.2 dB;相同布置位置,在保证散热的同时增加吸音棉厚度的降噪效果不显著,整桩A计权声压级总值降低不足1.0 dB.     

某轿车气动特性的CFD分析及优化

以一轿车模型为研究对象,采用CFD仿真的方法,对其车身表面压力分布和车身周围气流状况进行了深入地分析和研究,阐明了轿车气动阻力产生的原因.为了实现对气动阻力的优化,结合全局优化方法和局部优化方法的优点,将迭代的思想引入局部优化方法中,通过迭代式的局部改型,保证了优化过程中气动阻力是一直降低的.结果表明,气动阻力系数由0.338降至0.317,降幅6.21%,取得了很好的效果.     

关联白噪声对细菌Logistic生长过程的影响

在细菌的Logistic生长过程中,考虑两种噪声的干扰作用,用Fokker-Planck方程,给出了稳态概率密度函数的表达式.通过引入适当的噪声,结果表明噪声的关联程度越高,越不利于细菌的生长;另一方面,加性噪声对概率密度分布具有扩散作用,乘性噪声对概率密度分布具有漂移作用.     

底部上翘角对轻型客车气动特性影响的数值模拟

用数值模拟的方法,研究轻型客车底部上翘角对其气动特性的影响规律.以某国产轻型客车1:5简化模型为研究对象,对具有不同底部上翘角的轻型客车进行了数值模拟,通过对气动阻力和气动升力的分析,得出底部上翘角度对轻型客车气动特性影响的规律.计算和分析的结论可以为轻型客车的减阻研究、造型优化和新车型开发提供科学的理论依据.     

高速火箭弹的气动加热计算

研究了高速大长径比火箭弹在弹道飞行中由于气动加热而引起的温度分布,为设计提供参考数据.通过理论研究,建立数学模型,运用数值计算方法对全弹体在全弹道上进行气动加热计算分析,得出了火箭弹在弹道飞行中,由于气动加热而引起的温度分布.运用数值计算的方法可以在设计阶段为高速火箭弹的设计提供气动加热方面的参考数据.     

前端过渡半径对轻型客车气动特性影响的数值模拟

为了研究轻型客车气动特性的影响因素,以某国产轻型客车1∶5简化模型为研究对象,通过数值模拟的方法,计算前端过渡半径改变后轻型客车的气动阻力和气动升力,得到其变化规律。模拟结果表明,前端过渡半径对轻型客车的气动特性有很大影响,所以在设计过程中应通过数值模拟和风洞试验的方法确定最佳的过渡半径。计算和分析的结论可以为轻型客车的减阻研究、造型优化和新车型开发提供科学的理论依据。     

通用风力机翼型气动特性数值模拟

针对某翼型扰流流动,建立了二维可压缩湍流模型,利用商业软件FLUENT对翼型不同来流攻角下的气动特性进行了相应的数值模拟计算.湍流黏度采用基于RANS的Spalart-A llm aras湍流模型处理,得出了雷诺数在3.2×106时,某翼型的升力系数、阻力系数和压力分布随来流攻角的变化关系,并与同类翼型实验数据进行对比.结果显示:该翼型与修型前的翼型相比,具有较高的升力系数和升阻比,失速性能更好.     

电动客车外形设计与外流场数值模拟

针对电动汽车的特点 ,提出了旨在减小客车车身阻力系数的外形设计方案 ;并运用 Fluent软件对客车车身外围流场进行了数值模拟 ,得到了客车的空气动力特征和流场细节 ,为获得最佳的空气动力性的客车设计提供了直观依据     

结合定常CFD技术的当地流活塞理论

结合定常CFD技术和超音速非定常气动力工程计算方法——活塞理论，发展了一种基于超音速、高超音速定常流场求解非定常气动力的当地流活塞理论。适用于超音速、高超音速飞机颤振中的小振幅非定常气动力计算。通过与非定常Euler方程求解结果的比较，发现在马赫数不太高或大迎角的超音速流动中，其精度比原始活塞理论高得多，也能够计算超音速、高超音速下大钝头和考虑机身干扰的复杂外形非定常气动力，扩大了活塞理论的应用范围。与非定常Euler方程或N-S方程的数值求解相比，计算效率很高。     

新型低阻导线气动特性数值模拟

采用流体力学计算软件FLUENT6．3,对新型低阻导线LP810导线进行雷诺数76000时气动力特性以及流场的数值模拟。计算采用有限体积法和SIMPLEC算法求解均匀黏性不可压缩流体的NaV1er—St0keS方程（N—S方程）,采用三阶精度二次迎风插值（OUICK）离散N—S方程,以降低求解过程的数值振荡。计算区域网格划分采用具有良好形状适应性的非结构化三角形网格,贴壁网格尺寸取为约0．0005倍的导线直径,网格尺寸在导线周围直径4倍于导线直径的圆形加密区内沿半径方向按照1．009的比例增大。计算结果表明,计算方法具有良好的计算精度,与试验结果吻合较好。新型低阻导线LP810导线的特殊截面设计,使得导线在高雷诺数时的分离点显著推后,降低了在高雷诺数时的阻力系数。     

轿车外形参数对空气动力特性参数的影响

通过改变红旗ＣＡ７７４轿车的外形，解决了在满足功能要求及相关法规要求的前提下降低气动阻力的几个问题，为进行车身外形参数对空气动力特性参数影响的研究提供了依据。