基于GA-BP的汽车风振噪声声品质预测模型

目前对于汽车风振噪声的优化研究主要以声压级（Sound pressure level,SPL）作为单一评价指标,既不能全面反映噪声的物理属性,也无法考虑人耳对噪声的主观认知过程。为准确评价风振噪声,引入声品质,运用大涡模拟（Large eddy simulation,LES）对风振噪声进行数值仿真,根据实车道路试验判断仿真的准确性;对仿真结果进行声品质客观评价与主观评价,综合声品质客观评价参数与声品质主观评价试验结果建立BP神经网络预测模型;利用遗传算法（Genetic algorithm,GA）,进一步对BP神经网络的结构参数进行优化,建立GA-BP声品质预测模型。研究结果表明,GA-BP声品质预测模型在训练速度和预测精度上都优于BP神经网络预测模型。预测模型基于声品质主客观评价结果,其预测值可以代替传统的声压级评价指标,为风振噪声提供更为准确合理的评价。     

淹没两相射流过程噪声特性数值模拟

船舶液舱吹除排水是淹没两相射流过程,由于直接向舷外排气,会产生较高的射流噪声,难以通过一般的减振隔振措施进行抑制。深入分析船舶通海系统淹没两相射流过程的噪声特性,有助于控制淹没射流噪声,提高舰船的战斗力和生命力,具有重大的军事意义。本文借助FLUENT仿真软件,采用大涡模拟和FW-H方程对淹没两相射流过程的射流流场和噪声,进行了流场分析和噪声定量计算。计算结果表明,淹没两相射流过程噪声主要受吹除压力和背压的压差影响,压差越大,射流噪声越大;液舱排空后,直接喷射排气产生的射流噪声显著升高;频谱图呈现低频特性,频率主要分布在1 500 Hz以内。     

汽车气动噪声特性的随机声学法分析

为分析某款汽车高速行驶时车内气动噪声特性,采用流体力学(CFD)软件与专业声学仿真软件进行联合仿真,并进行了实车道路试验。通过分离涡模拟(DES)方法,计算车外涡流场,得到车身表面脉动压力,并将其视为随机载荷,利用随机声学法计算车内声场。结果表明:气动噪声为宽频噪声,主要能量集中在2500 Hz以下,且无明显主频率,噪声频谱变化趋势与脉动压力频谱变化趋势基本一致。随机声学法较好地模拟了脉动压力能量向车内的传播过程,且捕捉了湍流场相互叠加所致的声压级波动。     

冷启动车内噪声优化

车内噪声是评价汽车NVH特性的重要指标。随着现代汽车技术的不断发展,以及人们对驾驶舒适性的要求越来越高,使得对车内噪声的控制越来越严格。本文针对某轿车在研发过程中出现冷启动车内噪声嘈杂的问题,对其进行试验分析和诊断,最终确定机油泵、液压转向泵及排气系统是造成车内噪声嘈杂的主要原因,其中排气噪声对车内噪声的大小影响比重较大。     

射流泵内部流动的二维大涡模拟

建立了弱可压缩的大涡模拟运动方程，采用弱可压缩流体运动方程作为控制方程，按照Deardorff的方法引入大涡模拟，利用Smagorinsky的亚格子紊动模型封闭水流运动方程组；进而对该守恒形式的方程进行求解，用有限何种法离散，用MaCormark显式预测-校正步进法计算。通过大涡模拟，得到了射流泵内部流动的流场分布，轴向压力和流速变化，为射流泵理论研究和优化设计提供了可靠依据。     

虚拟激励法的汽车气动噪声研究

采用分离涡模拟(DES)方法对车外流场进行瞬态计算得到车身表面脉动压力,将虚拟激励法应用于求解汽车内部的气动噪声场,利用声振耦合法得到车内场点的声压级频谱。对不同车速不同位置的噪声特性进行了对比分析和道路实验验证。结果表明:汽车气动噪声为宽频谱,在某一特征频率处达到峰值后呈指数型下降;噪声截止频率和峰值频率随着车速的提高向高频移动;声压级大小与脉动压力强度以及辐射面积有关;将虚拟激励法应用于气动噪声求解是可行的。     

汽车后视镜气流噪声的数值模拟和实验研究

针对汽车后视镜的气流噪声问题,分析其产生机理和影响因素.以某汽车为例建立CFD(computational fluid dynamics)分析模型.根据大涡模拟模型和莱特希尔-卡尔方程,利用FLUENT软件进行数值模拟.针对模拟结果提出后视镜合理性设计的判断方法,找出后视镜构形存在的噪声问题,并提出修改的措施.最后,对修改前后分别进行数值模拟对比分析和实验对比分析.实验对比分析发现, 修改后车内噪声最高可降低1.2 dB.     

基于人工神经网络的空气射流真空器设计

以空气射流真空器为研究对象,采用FLUENT软件对其内部流场进行数值模拟,得出在一定的工况下,空气射流真空器5个结构参数对其残余压强的影响情况.在数值模拟结果的基础上,建立残余压强与5个结构参数之间非线性映射关系的BP神经网络模型,利用训练后的BP神经网络进行结构参数的优选,实现空气射流真空器的优化设计.     

汽车及发动机噪声声品质研究现状与展望

综述了汽车及发动机噪声声品质国外及国内的研究现状。重点介绍了奥地利AVL LIST公司、德国FEV发动机技术公司和日本Honda汽车研究公司的研究方法和成果，在国内方面介绍了同济大学的一些研究成果，最后对声品质的研究做了展望。     

分形及规则布置方柱绕流场及气动噪声特性数值研究

采用大涡模拟并结合K-FWH声比拟方法对两种具有相同阻塞率的方柱布置(规则布置和分形布置)流场进行数值模拟研究。首先利用前人的单方柱绕流实验和数值结果对本文所使用的大涡模拟方法进行验证,结果表明本文所采用的数值方法能较好的预测绕流问题的湍流特性。研究发现在雷诺数为10⁴,两类布置方柱尾流场平均阻力系数大致相等。规则布置方柱尾流场旋涡脱落呈现明显的“相位锁定”现象,而分形布置方柱尾流场旋涡脱落杂乱无序。与此同时,声学仿真结果表明两类流场的远场声压级指向分布大致相同。规则布置方柱流场中的噪声呈现“相位锁定”现象,分形布置方柱流场能够改变噪声频谱特性,使低频噪声向高频噪声转移。     

基于尺度自适应模拟的汽车天窗风振噪声特性分析

采用尺度自适应湍流模型对一个简易天窗进行数值模拟,通过与试验结果对比,验证数值计算方法的准确性。针对某轿车天窗风振噪声问题,进行不同来流速度条件下的数值模拟,模拟结果表明,轿车天窗风振噪声是声反馈和亥姆霍兹共振两种机制共同作用的结果。在发生亥姆霍兹共振时,通过对一个周期内天窗开口处涡运动对乘员耳旁处压力的影响分析,揭示天窗产生风振的压力特性。深入地研究剪切层失稳特性,对于最强的风振噪声,流向上和横向上速度的方均根值最大,表明亥姆霍兹共振加剧了剪切层里的扰动,产生的风振能量最高。在乘员舱发生亥姆霍兹共振的风速条件下,随着乘员人数的增加,风振噪声的峰值声压级有所降低,与之相关的频率变化很小。     

不同波长瞬态侧风对汽车气动性能影响分析

利用大涡模拟对某轿车受到的瞬态侧风进行研究,并采用自定义函数（UDF）控制边界的方法实现了正弦侧风在时间及空间上的瞬态变化,分析了三种不同波长的正弦侧风对气动力系数的影响,并将结果与风洞实验及稳态模拟的结果进行对比。结果表明：受到瞬态变化的正弦侧风时,气动力系数呈周期性变化,但气动阻力系数的变化频率是气动侧力及横摆气动力矩系数变化频率的两倍;瞬态正弦侧风波长减小时,气动阻力系数的变化范围逐渐减小;在瞬态侧风作用下,A柱对汽车的气动性能产生了重要影响。     

轴流式通风机离散噪声的大涡模拟研究

采用计算流体动力学(CFD)和计算声学(CAA)相结合的方法,对轴流式通风机的离散噪声进行了数值模拟。在定常流动数值计算的基础上,利用宽频声源模型确定了轴流风机主要气动噪声源的位置;采用大涡模拟(LES)方法结合FW-H声学模型,模拟了轴流风机的离散噪声分布。研究结果可为低噪声轴流风机参数优化和结构设计提供参考。     

拖车转向架气动噪声数值研究

拖车转向架作为高速列车最主要的气动噪声声源,由于其结构复杂、细小部件多、周围涡流分布紊乱等,对拖车转向架的气动力和气动噪声认识甚少。采用定常RNG k-ε湍流模型与宽频带噪声源模型对拖车转向架的气动阻力、气动升力和气动噪声声源进行初步探讨,并结合非定常大涡模拟与Lighthill声学比拟理论对其进行远场气动噪声分析。计算结果表明:较大漩涡存在于空气弹簧与抗蛇形减振器之间、迎风侧轴箱与构架侧梁外侧的邻近区域;气动阻力、气动升力与运行速度的平方成正比关系,占总气动阻力最大的部件依次为构架(24.02%)、轮对(19.30%)、枕梁(18.08%)、制动闸片、抗侧滚扭杆、制动盘、构架支架和空气弹簧,枕梁的气动升力最大且占总气动升力的157.88%左右;轮对、构架、制动闸片、制动盘、枕梁、垂向减振器、抗侧滚扭杆等凸起部位的迎风侧表面为拖车转向架的气动噪声源,且构架对拖车转向架总噪声的贡献量最多,其次为轮对,然后为盘形制动装置和枕梁,抗侧滚扭杆、垂向减振器、空气弹簧和横向减振器对总噪声的贡献量较少。拖车转向架远场气动噪声是宽频噪声,具有噪声指向性、衰减性和幅值特性等,主要能量集中在28~56 k Hz频率范围内,中心频率为50 Hz、100 Hz、160 Hz在低频部分能量较大且分布规律不随运行速度的改变而变化。     

波浪型结节改形风机翼型的气动性能研究

采用大涡模拟湍流模型对前后缘波浪型结节改形风机翼型在雷偌数5×104下不同攻角的流动控制机理进行了数值研究。研究表明:相比于标准直翼型NACA0012,改形风机翼型在失速区得到了更平缓的升力曲线。在小攻角(α<12°)工况下,改形翼型的升力系数稍小,然而当攻角(α>12°)时,其升力系数明显提高,最高可达37%。改形翼型由于其前后缘沿展向呈正弦波浪型变化,在不同截面处的呈现出明显不同的尾迹结构,从而导致其表面自由剪切层发生扭曲。这种三维涡在其产生、发展以及推移过程中的相互作用,使得其三维尾迹涡结构在失速区能得到很好的控制,从而达到延迟流动分离及减小失速影响的目的。深入研究前后缘波浪型结节改形风机翼型尾迹结构的流动分布及物理特性等,对于揭示前后缘结节改形风机翼型流动控制机理具有非常重要的意义。     

极端服役环境下的风电机组塔架结构参数优化研究

以大型风电机组塔架为对象,开展了极端服役环境下的塔架结构参数优化设计研究。采用壁厚分段式线性变化结构对塔架进行描述,介绍了基于BEM理论的风电机组气动载荷分析方法,运用有限元仿真分析塔架结构参数与极限载荷作用下的应力以及结构参数与固有频率的关联特性,采用支持向量机(SVM)方法分别构建了结构参数与应力、固有频率的快速计算模型。以质量最小为目标,强度、固有频率和边界条件为约束对塔架结构参数进行了设计优化,引入遗传算法(GA)进行优化求解。对某2MW风电机组塔架进行实例设计研究,结果表明优化后的塔架质量减小3.5%。      

External Weather Data Assimilation to Simulate Wind and Temperature Fields in the Region of Gualeguaych~, Argentina

This work shows the comparison between the results of wind and temperature simulation and data weather measurements in low layers near Gualeguaychfi City, Argentine, for 12 h in January 1, 2011. The model ARPS （advanced regional prediction system） with two options in the boundary conditions is used. In such conditions, wave-radiating open （radiative） with relaxation to the initial state were used while otherwise used absorbing boundary conditions data forced from MBLM （meso-scale boundary layer model） operational forecasters used by the National Weather Office. The results of both simulations are compared with data measured by three weather stations located around of the Uruguay River. As both simulations are initialized using the same data, there is a better agreement between the values obtained by forcing the boundary conditions for which are using ＂radiative＂ boundary conditions after 2 h physical time from the start of the simulation.     

基于VB的喷气织机主喷嘴结构尺寸优化

基于VB软件,将喷气织机主喷嘴内部流场建模、流场仿真计算、设计变量与优化目标关系的拟合以及遗传寻优等6个模块进行集成,开发了针对主喷嘴结构尺寸的自动优化设计平台。分析表明:喷嘴芯外端径向距离、喷嘴芯内孔半径、锥形套高度、环形气室径向高度和喉部长度对纱线所受牵引力影响较为显著;纱线在优化后的主喷嘴内部流场中所受牵引力较优化前提升了10.6%,并通过3D模型打印及优化前后的实验测量、分析,验证了优化结果的正确性,提高了主喷嘴的引纬效率。