基于叶片弯振后风轮尾迹流动及气动噪声研究

基于动网格技术,通过编写UDF代码成功实现了叶片的一阶弯振及一二阶叠加弯振。数值模拟过程中,采用大涡模拟(LES)分析刚性叶片与低阶弯振后风轮近尾迹速度与涡量特征。运用FW-H方程,以风轮表面为声源面,通过选取不同测试线上的监测点分析叶片不同运动状态下辐射声频谱及声压级变化。研究结果表明:施加振动后,在0.71R处出现轴向速度亏损,且在叶尖位置亏损最大;振动风轮整体噪声增大。文章通过研究模拟振动风轮的尾迹流动和噪声分析,为实际运行的风力机产生的气动噪声及声辐射传播特性提供一定参考。     

扰动入流对风力机声辐射影响研究

基于漩涡法和实验条件修正入口边界条件,结合延迟分离涡湍流模型和K-FWH方程对某S翼型水平轴风力机进行三维非定常数值模拟,对比分析扰动入流对风轮表面脉动压力、辐射声频谱和声辐射传播的影响,并将相应数值模拟结果与实验数据进行对比分析。结果表明:扰动入流下,叶片表面各峰值脉动压力幅值不同,辐射声中高频宽带噪声出现新的峰值;总声压级在叶片径向0.57R处最大,随轴向距离的增大,总声压级下降,且在轴向距离小于500 mm时下降最快,接近叶尖位置测试线声压级出现和实验一致的跳变现象。     

面向多目标拓扑优化的薄壁件辐射噪声优化设计

为了研究薄壁件辐射噪声对内燃机噪声的影响,以冲压油底壳为研究对象,将拓扑优化、有限元分析、频响分析、辐射噪声仿真以及消声室振动测试结果集成一体,取油底壳安装位置振动载荷作为输入,进行流固耦合模态参与因子、振动响应计算,获得声辐射频谱;以改善油底壳辐射噪声声压级为最终目标,选取贡献量大的多阶模态固有频率和共振频率下多振动响应峰值为目标关联序列,归一化处理确定加权因子,多目标形貌优化使全频段整体优化效果提升;通过对油底壳结构优化方案进行验证,证明该方法切实可行。结果表明:面向多目标拓扑优化的方法避免了传统设计的单纯依赖设计经验或模仿竞品柴油机结构的盲目性,可用于指导柴油机噪声、振动与声振粗糙度的正向设计。     

基于有限元法的水轮发电机转子偏心运行轴系模态分析

针对发电机质量偏心问题,分别探讨了偏心距离及导轴承刚度变化对机组振动特性的影响。首先对导轴承进行参数化处理,整机轴系建模后,通过FEM模态分析方法计算得到前10阶临界频率及振型的模态分析结果,进一步确定位移变形集中的危险点。然后对比不同约束条件下振型、临界频率、导轴承中心点振型轨迹,获得转子质量不对中造成的机组振动特性为因机组的转子偏心旋转造成轴瓦间隙逐步扩大,而机组振动信号中主频不变,计算结果与现场实际测量数据一致。     

柴油机废气涡轮增压器噪声机理及性能试验研究

分析了船用柴油机废气涡轮增压器噪声机理,开展了增压器噪声频谱分析及声强识别试验研究。试验结果表明:压气机入口气动噪声频谱主要由窄带叶尖间隙噪声(TCN)和离散的叶频(BPF)及其谐次成分组成,涡壳辐射噪声主要是由叶尖间隙噪声和转子轴频及其谐波引起的结构振动而产生的辐射噪声。增压器噪声的能量分布在1～8kHz较宽频率范围内,声功率与转速近似呈线性增加,由50%转速增加至标定转速时,声功率增加近20dB。     

风扇宽频涡流气动噪声分析及降噪

为降低风扇的宽频涡流气动噪声,基于风扇气动噪声仿真流程和声比拟理论,采用流体仿真软件STAR-CCM+建立三维模型,计算风扇叶片时域脉动压力,并与声学软件LMS virtual lab扇声源分区合成的风扇叶片时域脉动压力对比,对风扇噪声进行仿真计算和整车噪声测试验证。将风扇护风罩与风扇叶尖间隙由15 mm调整为5 mm,并对比优化前后仿真计算与整车噪声测试结果。结果表明：STAR-CCM+软件计算的风扇叶片时域脉动压力曲线与声学软件LMS virtual lab扇声源分区合成的风扇叶片时域脉动压力曲线吻合度较好;LMS test lab软件仿真分析频谱与整车噪声测试结果声压级相对误差为0.56%,结果基本一致;风扇护风罩与风扇叶尖间隙由15 mm调整为5 mm后,仿真计算和整车测试噪声声压级均方根分别降低了约9.00、4.00 dB,降噪效果明显。     

1000MW超临界汽轮机主调阀内流动和噪声计算分析

针对某1000 MW超临界汽轮机主调阀系统(主汽阀和调节阀)内的蒸汽流动和噪声辐射,进行了全三维计算分析.通过求解全三维N-S方程和к-ε湍流模型,并考虑水蒸汽热力性质参数,得到了阀门流道中的蒸汽流场参数;然后采用基于FW-H方程的剪切流噪声模型,求解了蒸汽流场内的噪声源幅度分布.计算结果表明:主调阀流道内的压力损失为1.38%,其中调节阀部件的压损占主调阀总压损的66%;主汽阀和调节阀的喉口位置和阀腔流动死区等位置处的涡量很强,从而成为主要的气动噪声辐射源.     

齿轮箱振动噪声仿真分析与结构优化

为解决齿轮箱机脚结构噪声超标问题,利用LMS VituralLab软件从动力学仿真、模态、传递路径和模态贡献度几个方面对该机组进行了振动分析和噪声预估。首先,对齿轮系进行动力学仿真,得到轴承动态力。然后,采用基于模态叠加法的强迫振动响应分析方法,计算得到齿轮箱机脚位置的结构噪声。最后,针对超标现象,对齿轮箱进行传递函数与模态贡献度分析,提出结构优化方案。根据模态振型可锁定振动最敏感位置,并在此处采取增加肋板的方式。优化后的振动仿真结果及声学边界元法计算出辐射声场的声压分布表明：传递函数和模态贡献度有明显改善,齿轮箱机脚振动较优化前减小了3.2 dB,辐射声场的声压级可以满足指标要求。该仿真分析与结构优化方法可有效指导实际工程机组的优化设计。     

汽油机燃油管道水击振动噪声分析

运用平面波理论分析了燃油管道水击振动产生的机理,计算了3缸机和4缸机不同压力和温度下水击波频率、共轨管声腔模态频率;利用有限元方法计算了燃油管总成声腔模态频率和振型、管道结构模态频率和振型;利用格子波尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)模拟分析了第1缸喷油器针阀关闭后共轨管内水击波压力...     

齿轮箱振动噪声仿真分析与结构优化

为解决齿轮箱机脚结构噪声超标问题,利用LMS VituralLab软件从动力学仿真、模态、传递路径和模态贡献度几个方面对该机组进行了振动分析和噪声预估。首先,对齿轮系进行动力学仿真,得到轴承动态力。然后,采用基于模态叠加法的强迫振动响应分析方法,计算得到齿轮箱机脚位置的结构噪声。最后,针对超标现象,对齿轮箱进行传递函数与模态贡献度分析,提出结构优化方案。根据模态振型可锁定振动最敏感位置,并在此处采取增加肋板的方式。优化后的振动仿真结果及声学边界元法计算出辐射声场的声压分布表明:传递函数和模态贡献度有明显改善,齿轮箱机脚振动较优化前减小了3.2 dB,辐射声场的声压级可以满足指标要求。该仿真分析与结构优化方法可有效指导实际工程机组的优化设计。     

The effect of reflector with sound-absorbing material on supersonic jet noise

This paper describes an experimental work to investigate the effect of a reflector on supersonic jet noise radiated from a convergent-divergent nozzle with a design Mach number 2.0. In the present study, a metal reflector and reflectors made of three different sound-absorbing materials (grass wool and polyurethane foam) were employed, and the reflector size was varied. Acoustic measurement is carried out to obtain the acoustic characteristics such as frequency, amplitude of screech tone and overall sound pressure level (OASPL). A high-quality schlieren optical system is used to visualize the detailed structure of supersonic jet. The results obtained show that the acoustic characteristics of supersonic jet noise are strongly dependent upon the jet pressure ratio and the reflector size. It is also found that the reflector with sound-absorbing material reduces the screech tone amplitude by about 5-13dB and the overall sound pressure levels by about 2-5dB, compared with those of the metal reflector.     

Analysis of aerodynamic noise generated from inclined circular cylinder

IntroductionThe public attention to environment' has beenincreased in these days, and noise reduction of ventilationfan is extremely needed more than ever. We must reducethe generated noise and control the resources of thediscordant one. Recently, aerodynndc noise problems,e.g. wind-pass sound from high-speed mobiles, noisefrom cooling fan, are increased rapidly. Manyexperimental studies have been reported tO contfol thegenerated noise, and numerical prediction of aerodyntricsound (CAA; Comp…     

基于ATV技术的油底壳声辐射预测及板块贡献量分析

建立了油底壳的有限元模型和半消声室辐射声场边界元模型,将试验测得油底壳螺栓孔处振动加速度信号作为激励,对油底壳进行强迫响应计算,得到油底壳表面振速。运用声学传递向量（ATV）技术,计算得到了油底壳辐射声功率、外场域点声压（级）、结构面板声学贡献量,提出了油底壳优化设计方案,为整个动力总成的减振降噪奠定基础。     

带脊状结构风力机翼型的噪声特性研究

采用大涡模拟和声类比的方法,以NACA0018翼型为研究对象,研究脊状结构对翼型远场噪声的影响。分别模拟来流速度为12和24 m/s,在6°攻角下布置脊状结构的翼型流场,对应的基于弦长雷诺数约为8.0×10⁴和1.6×10⁵。通过FW-H方程计算大涡模拟提取的声源项,得到Riblet-Q和Riblet-H翼型的流场和声场。非定常流场计算结果表明:6°攻角下Riblet-H翼型能够改善翼型边界层分离情况,抑制涡结构脱落,从而减小翼型表面压力脉动和接收点处声压波动,同时能提高翼型的气动性能。逆压梯度段脊状结构可有效减小频率在0~3000 Hz内的噪声。进一步研究表明,该状态下的噪声主要由边界层引起的涡脱落噪声主导。     

直喷式柴油机表面辐射噪声频谱分析研究

采用工程法和简易法,运用大气压模拟测试系统,以某四缸柴油机为研究对象,测试计算柴油机整机噪声在81,90,101 kPa海拔下随转速的变化,以及在标准工况下1/3倍频程声压级.分析测试结果表明:表面辐射噪声随转速增加而增大,且随海拔的不同也会增大,缸盖辐射噪声在1 200～1 500 Hz内较大,主要是燃烧噪声所致.     

轴流泵内部流动诱导噪声数值研究

为改善轴流泵运行的稳定性,采用CFD方法和Lighthill声比拟理论,利用CFX对模型泵在0.55Q_(BEP)、0.6Q_(BEP)、0.9Q_(BEP)、Q_(BEP)、1.1Q_(BEP)流量下的轴流泵内部流场进行非定常模拟,并基于CFX数值模拟所得到的流动信息,根据FW-H方程提取叶片表面偶极子声源,并在LMS Virtual.Lab中采用内外声学直接边界元模型计算不同工况下的模型泵内叶频及其谐频处的内声场。研究结果表明,泵内边界上最大声压值随着流量的减小逐渐增大;叶片偶极子噪声在叶频96Hz处的深度失速工况泵内边界声压比最优工况下增大了28.9%;壳体偶极子噪声在轴频24Hz处的深度失速工况泵内边界声比最优工况下增大了6.5%,在叶频96 Hz时的深度失速工况泵内边界声压高于最优工况7%。     

柴油机气门室罩的声辐射分析

以2115型柴油机气门室罩为例,应用三维实体有限元模型和声辐射计算的边界元模型相结合的方法,研究了用压铸团状短纤维热固性树脂基（BMC）复合材料和铸铝材料的柴油机外表面壳体件的声辐射,三维实体有限元分析给出了两种材料的气门室罩在0．8～6．3kHz频率段的振动响应。将振动响应作为声辐射计算的边界元模型的边界条件,计算得出两种气门室罩在半径为1m的半球空间的辐射声压级和声功率级。计算结果表明压铸BMC气门室罩在主要频率区间比用铸铝气门室罩声辐射功率低,有降噪作用。配装压铸BMC复合材料和铸铝材料气门室罩的2115型柴油机整机噪声试验也表明：用压铸BMC气门室罩能降低整机A计权声压级噪声0．7dB。     

Experimental Investigation on Noise Suppression in Supersonic Jets from Convergent-Divergent Nozzles with Baffles

The acoustic properties of supersonic jet noise from a convergent-divergent nozzle with a baffle have been studied experimentally over the range of nozzle pressure ratios from 2.0 to 8.0. Acoustic measurements were conducted in a carefully designed anechoic room providing a free-field environment. A new approach for screech noise suppression by a cross-wire is proposed. Schlieren photographs were taken to visualize the shock wave patterns in the supersonic jet with and without the cross-wire. The effects of the baffle and the cross-wire on acoustic properties are discussed. It is shown that the baffle has little effect on the screech frequency for the underexpanded supersonic jet without the cross-wire. Also, the cross-wire introduced in supersonic jets is found to lead to a significant reduction in overall sound pressure level.     

穿孔引气管声学特性矩形脉冲法模拟及试验

基于计算流体动力学(CFD)的矩形脉冲法计算消声结构的声学特性。首先,计算单腔穿孔结构的静态传递损失(TL),并研究各结构参数对声学特性的影响规律;之后,采用矩形脉冲法计算无流条件穿孔引气管的传递损失,并与有限元法计算结果相对比,验证其正确性;然后,研究平均流对穿孔引气管传递损失的影响,发现逆向气流使TL峰值略往低频移动,而在幅值上无明显的变化规律;最后,安装穿孔引气管进行整车道路试验。结果表明:无论加速、急加-减速工况下,优化后进气管口噪声均得到明显的衰减;尤其在500~1 600Hz 1/3倍频程带内,"泄气声"成分声压级值降低达18dB(A)左右,总值降低达10.3dB(A)以上,特定频率处消声效果显著。