封闭三角形通道内热管的自然对流换热研究

论述和分析了封闭腔内自然对流换热的研究进展,运用Fluent软件对封闭三角形通道内的热管与壁面的二维散热问题进行了数值模拟,模拟了封闭腔内空气自然对流换热的温度场和速度场。     

降低交通噪声影响的临街建筑外表装饰结构的探讨

本文根据声波传播理论,分析了沿街建筑不同外表装饰结构的房间受交通噪声的影响,对受交通噪声影响严重的楼房内进行了测量,对测量的大量数据作了综合分析,对不同层次、不同外表装饰结构的房间内的噪声进行了评价。     

涡量-流函数法模拟不同高宽比和角度的腔内自然对流

采用涡量-流函数方程,对FLUENT软件进行二次开发,对重力作用下封闭空腔内的二维自然对流换热流场、温度场进行了数值模拟.对非正方形的矩形空腔内的自然对流换热进行了数值计算,结果表明不同的高宽比例对自然对流换热有很大的影响;该文还对Ra=104时放置不同角度的封闭腔进行了数值计算,揭示了重力作用下不同角度时的自然对流换热变化,发现在某一倾斜角度时(θ=45°左右),平均换热系数Numean存在极大值.     

基于改进VMD和TWSVM的多点泄漏检测方法

针对管道同时发生多点泄漏时,各个泄漏点的声波信号相互叠加,影响泄漏声波传播规律,不能有效检测多点泄漏的问题,提出一种基于改进变分模态分解(variational mode decomposing, VMD)和双支持向量机(twin support vector machine, TWSVM)的多点泄漏检测方法。由于VMD的分解模态个数影响多点泄漏特征提取的效果,采用误差能量函数自适应选取VMD分解本征模态函数个数;将多点泄漏声波信号经改进VMD消噪并进行多点泄漏声波信号特征值提取,组成特征向量;将特征向量作为TWSVM的输入,进行多点泄漏识别。结果表明,所提出的多点泄漏检测方法能有效检测多点泄漏,多点泄漏检测准确率达到98.4%。     

消声器中频声学性能数值预测与实验测量研究

采用有限元法计算内部声场,根据管道声学模态理论分解出模态声波,进而计算出消声器的传递损失。采用相同的原理,通过多传声器声波分解法对简单膨胀腔消声器进行实验测量,实验测量结果与数值预测结果吻合较好,并将消声器传递损失的数值预测和实验测量的有效频率范围拓展到平面波截止频率以上。     

球磨工艺参数对纳米悬浮液分散效果的流场仿真研究及实验验证

本文基于湿法球磨分散工艺,利用Fluent对纳米CeO2悬浮液的球磨过程进行仿真模拟,提出以球磨罐磨腔内压强作为其分散效果的评价指标,获得球磨转速、填充率以及球料比等工艺参数对磨腔内压强的影响规律。研究表明,球磨机转速在一定范围内变化时,其转速越大,磨球运动愈激烈,磨腔内压强越大;填充率由0变化为1时,磨腔内压强先增大后减小;球料比增大时,磨腔内压强逐渐增大至平稳。同时采用三因素三水平正交试验,通过沉降试验考察球磨工艺参数对纳米CeO2悬浮液分散效果的影响,验证了球磨仿真的正确性。     

用小型传声器阵列测量环境噪声中简单声源声压级

常规声级计测量到的是目标声和环境噪声的总声压,不具备抑制环境噪声的功能。为此使用以球面波函数叠加逼近理论为基础的声波分离方法,用以提升环境噪声中简单声源声压级的测量精度。该方法以小型传声器阵列探头作为测量前端,近场声全息和声波分离为核心计算方法进行实施。为验证该方法的有效性,在全消声室内对关键参数进行了实验验证。实验结果表明,该方法在500 Hz~2 750 Hz频带内,且探头距目标声源5 cm~12 cm的近场区域,可以在环境噪声中得到较精确的目标声源的声压级。     

耦合装药扩腔半径的探讨

从岩石的冲击压缩破坏机理出发,分析探讨了封闭条件下耦合装药爆炸扩腔的半径,并利用DY－NA－2D有限元程序对软质板岩的耦合装药焊扩进行了数值模拟,结果显示,模拟结果与理论计算值吻合得较好,表明推导的理论公式是合理可行的,这一结果对于药壶爆破爆炸扩腔机理和规律的研究均有重要意义。     

密排平面阵辐射声场分析

研究了声场分布计算射线声学和波动声学的基本理论,用解析法和声有限元-边界元法计算了平面阵辐射声场的指向性和波束宽度,分析了指向性和波束宽度随频率变化的规律。在消声水池中对研制出的密排平面九元阵的指向性和波束宽度进行了实验测量。测量结果表明,采用阵元第一谐振频率半波长布阵时频带内互辐射对指向性影响较小,在声波频率较高时,两种算法的计算值和实测值基本吻合,并且比较了两种算法计算声场指向性的适应范围和优缺点。     

倾斜角度对封闭方腔内液体自然对流的影响

在多种倾斜角度下,对封闭腔内液体进行了数值模拟。重点分析了Ra数变化和倾斜角度对对流传热的影响。研究表明：随着Ra数的增大,换热由热传导为主转化为对流换热为主;倾斜角度对Nu数的变化影响很大,并且当倾斜角度处于90o～135o时,Nu数可以达到最大值。     

医用冷冻实验室离心机制冷系统设计及腔体内温度场研究

依目前医用冷冻实验室离心机的研究现状,通过采用CFD方法对离心腔内的速度场进行初步的理论计算,分析了蒸发器与离心机腔体内空气之间的传热性能;根据CFD的计算结果设计与之相匹配的制冷系统,并对制冷系统各主要部件进行设计与选型计算;最后,对所设计的医用冷冻实验室离心机制冷系统进行实验研究,分别测试不同运行工况下离心腔内速度场和离心腔内温度场,并对离心腔内速度场实验值与理论计算值进行对比。结果表明,腔体内速度场计算结果可靠,根据速度场的模拟计算结果来分析蒸发器的传热性能可行,制冷系统设计合理。     

弹性板/矩形腔耦合声场的响度分析

利用有限元结合间接边界元的方法分析弹性板/矩形腔耦合系统的内声场,通过与实验对比,验证了这种结构-声耦合法在预估板-空腔耦合系统声振特性的可行性。运用ISO532B响度计算标准的算法,分析封闭腔内不同位置测点处的特征响度变化规律,讨论参与耦合的弹性板厚度及边界条件对闭腔内声响度的影响。最后,以响度作为声品质的评价指标,通过参数化滤波的方法对闭腔内不同位置的测点的各特征频带进行处理,找出对人耳主观感觉影响较大的频率范围,从而为进行闭腔噪声控制和声品质改善提供参考。     

封闭水池中非自由场重建的实验方法

为实现水下封闭空间中非自由声场的重建,提出一种单全息面的声波分离方法。用声场中不同位置声压的球谐函数展开描述非自由声场,并在声场重建过程中剔除环境噪声,达到目标声源的直达声与环境噪声分离的目的。在六面反射的封闭水槽内,进行非自由声场重建的实验,获得了目标声源的直达声,并与消声水池中的测量结果进行对比,表明:基于单全息声压测量面的声波分离方法可以有效重建水下非自由声场,声波分离后目标声源辐射声场的重建误差小于30%。     

深海外波导区声场与海底反射损失

过去20多年中,国内外在浅海声波传播领域进行过许多研究工作^[1-2],在感兴趣的频率范围内对典型传播条件下的声场衰减规律取得了大量的理论和实验研究结果,同时还获得了有关浅海海底声学特性的一些信息。海底声学特性不仅对浅海声传播具有显著的影响,而且有时在分析深海声场中也是不可缺少的^[3,4]。研究深海声道传播时,根据海水声速垂直分布的特殊规律性,定义声速剖面上两处相同大小的最大声速所对应的深度为声道的上边界和下边界。当声源和接收器都位于声道上、下边界以内时(内波导区),声源辐射的大部分能量被限制在波导内,因而,就形成通常的波导传播。     

单向加筋双层板隔声性能的有限元分析

为考察筋板声学透明假设理论对于加筋双层板隔声计算的适用性，对典型波纹芯体加筋双层板在简谐平面声波正入射和斜入射激励下的声透射损失（STL）进行有限元分析。分别建立筋板声学透明声腔和结构-声学全耦合加筋双层板的有限元模型，计算得到结构具有不同芯体构型和腔内声学介质时的STL曲线。结果表明，筋板“声学透明”假设模型带给加筋双层板STL计算误差取决于筋板结构阻抗和筋板间腔内介质声阻抗相对大小。因此，加筋双层板结构STL的准确预测需考虑筋板与腔内介质间与的结构-声学耦合作用。     

输气管道泄漏声波衰减模型的理论研究

一直以来,在国内外声波传播特性的研究中,幅值衰减模型的建立没有考虑管道内气体流动的影响,使得声波传播规律的研究并不充分。基于此,确定了泄漏声波在输气管道中的传播以一维平面波形式进行,推导了泄漏声波的传播公式,建立了耦合黏热效应、湍流效应和气体流动的泄漏声波幅值衰减的理论模型,从理论上建立了黏性均匀流动介质中考虑气体流动、湍流效应和黏热效应的声波幅值衰减模型;然后通过实验拟合得到了10 mm管线顺流和逆流情况下的衰减因子,理论计算值与实验拟合值相比,采用原始信号计算得到的顺流衰减因子误差都在6. 0%以内,采用小波特征计算得到的衰减因子顺流时误差都在7. 0%以内,逆流时误差也都在12. 0%以内,并分析了误差来源。研究结果表明:所建立的声波幅值衰减模型充分考虑了黏热效应、湍流效应和气体流动作用,试验验证了该模型的准确性。     

尺寸差异钻杆组成的钻柱中声传播特性测试

随钻实测信息声波传输技术是井下信息无线传输技术领域的一个重要研究方向。作为信息传输通道的钻柱是由尺寸存在差异的钻杆相连接构成,钻杆的尺寸差异对钻柱中声的传播是否存在影响是声载波选取及检测必须要了解的问题之一。建立了用于测试钻柱中声波传播特性的试验装置,对不同类型钻杆组成的钻柱中声波的传播特性进行了测试;利用基于声透层理论建立的钻柱中声传播特性研究模型对测试结果进行了理论分析。研究结果表明：组成钻柱的钻杆存在尺寸差异时,钻柱中声波传播特性有所改变,表现在通带的个数减少,有些通带消失,且通带的宽度变窄;尺寸存在差异的钻杆组成的钻柱中声衰减比周期性钻杆要大;低频通带声波受钻杆尺寸差异影响相对较小;存在着个别的排列方式,可以减小钻杆尺寸差异的影响。基于声透层理论的钻柱中声传播特性研究模型在计算前4个通带时较为准确。     

不同马赫数下长深比对空腔声学特性的影响

通过对比亚声速（Ma=0.6）和超声速（Ma=1.5）时不同长深比空腔内的声压级分布和声压频谱特性,探讨了长深比（L/D）对空腔声学特性的影响。结果表明：空腔长深比从7、8增大至9、再到12、15时,空腔从开式流动逐渐转变为过渡式或闭式流动;腔内声压级分布和声压频谱特性发生改变。当L/D较小时（如7和8）,空腔内的声波...     

封闭空间内爆炸冲击波超压计算模型及分布特性研究

建立了封闭空间内爆炸的冲击波超压计算模型,将冲击波在不同壁面的反射冲击波等效为不同位置镜像爆源产生的入射冲击波,密闭空间内冲击波传播和作用过程等效为爆源与镜像爆源形成冲击波相互叠加的过程,基于LAMB规则,将所有爆源和镜像爆源的冲击波叠加,从而得到封闭空间内任意位置处的超压,并进行了结构内爆炸试验。研究结果表明,装药在封闭空间内爆炸超压呈现多峰性,典型位置处的计算超压时程曲线与试验超压时程曲线符合较好,峰值超压的计算误差小于10.78%,所建模型正确,能够用于内爆炸载荷的快速计算。     

介质速度对有限长导管内外声场影响研究

利用导管声波模态理论给出了导管的声波截止频率,并采用边界元方法计算了不同流速条件下、不同导管半径及导管半径波长比时的导管内外声场,发现对于相同的导管和声源,流速的增加会使截止频率减小,此外,由于介质速度的影响,导管侧壁和下游管口方向的声场能量会向上游管口方向转移,在低频、高流速条件下,这一规律更加明显。