串联圆柱体气动噪声特性研究

采用分离涡模拟方法和Ffowcs Williams-Hawkings方程相结合的声类比方法对串联圆柱体气动噪声进行了仿真计算研究。以美国航空航天局兰利研究中心的基准模型为计算模型,对比相关试验数据,验证了计算方法的正确性,并进一步探究了不同间距比、不同圆柱体直径、不同来流速度、不同攻角对串联圆柱体湍流流场和气动噪声的影响。研究发现:在低马赫数下串联圆柱体气动噪声具有明显的偶极子特性,下游圆柱体是主要噪声源;圆柱体间存在产生最大噪声的临界间距比;增大下游圆柱体直径是有效降低串联圆柱体气动噪声的方法;来流速度对串联圆柱体气动噪声特性的影响非常强烈且呈现出一定的规律;在合适的攻角下,串联圆柱体的气动噪声能够有一定程度的降低。     

车门装配面差对气动噪声影响的数值分析

采用CFD数值模拟方法研究某七座汽车车门装配面差对气动噪声的影响。首先通过标准k-ε湍流模型进行稳态计算,分析了气动噪声声功率级随风速的变化规律,验证出噪声源为偶极子声源。然后以稳态计算结果为基础,运用大涡模拟(LES)和FW-H声学模型进行瞬态气动噪声数值模拟计算,分析得出:车门装配面差在2mm以内,气动噪声总声压级变化较小,之后明显增大。最后通过实验与数值仿真进行对比分析。结果表明:数值仿真与实验结果基本吻合,所用数值分析方法可用于指导面向气动噪声控制的面差设计的合理范围。     

叶片打孔对离心风机噪声的影响分析

对离心风机叶片进行打孔处理,分析叶片打孔位置对风机噪声的影响.首先在稳态流场的计算结果上加载宽频噪声模型,得到不同工况下离心风机蜗壳和叶片上噪声分布情况,然后在瞬态分析的基础上加载FW-H噪声模块,利用LES/FW-H匹配技术分析叶片打孔对离心风机的气动噪声特性及声压级的影响.研究结果表明:离心风机结构表面声压主要集中...     

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。     

小型垂直轴风力发电机的气动噪声数值模拟与试验验证

为了降低小型垂直轴风力发电机的气动噪声,对其噪声产生机理进行了分析。首先,在瞬态计算时运用大涡模拟(LES)模型对在一定工况下的三维风轮周围的流场进行分析;其次,在声学计算时运用FW-H方程对风轮产生的气动噪声进行分析并得出频谱;最后,通过实例验证了该方法能有效预测其气动噪声。结果表明:小型垂直轴风力发电机的气动噪声主要是涡流噪声;监测点的噪声值随着离风轮旋转轴半径的增加而减小,且在垂直于叶轮旋转轴的平面上具有指向性。小型垂直轴风力发电机的气动噪声分析为其进一步低噪声优化提供了依据。     

压缩性对计算空化装置噪声的影响（英文）

通过应用混合方法可以简化噪声预测。计算流体动力学计算可以通过求解可压缩或不可压缩的Navier-Stokes方程来确定噪声源的流场变量来完成。正确的假设取决于物理情况和马赫数。虽然在诸如空化孔的空化装置中,通常我们处理的是低马赫数流量,但是空化是一种声学现象并且可能受到可压缩性的影响。在这项研究中,使用大涡模拟(LES)和Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)公式研究了压缩性在计算空化单孔孔口产生的噪声中的作用。这项工作的结果表明,压缩性在计算空化孔口产生的噪声方面具有重要作用,尤其是在研究低频空化状态下产生的噪声。     

扩压器扩压角度对轴流风机噪音的影响

针对某大型轴流风机噪声高的问题，提出了一种通过改进圆锥形扩压器角度设计，以此来降低风机气动噪音的数值模拟分析方法。首先，以某蒸发空调用轴流风机为研究对象，利用风洞实验台和声学实验室，分别测试了该风机的性能及其噪音特性；然后，基于LES方法和FW-H方程相结合的声类比方法，采用Fluent对其进行了模拟计算，并将结果与风机的流动和声场实验结果进行了对比验证；最后，利用数值模拟的方法，分析了3种圆锥形扩压器扩压角度(8°、9°、10°)对风机静压恢复系数和噪声频谱的影响。研究结果表明：(1)3种不同扩压角度的扩压器均能降低风机的气动噪声；(2)当扩压角为9°时，风机出口处的旋涡明显减小，静压恢复系数最大为0.654,且与无扩压器相比，人耳最敏感区域2 000 Hz～4 000 Hz的噪声降低幅度最大，可降低4.7%。该研究可为该类轴流风机的降噪提供参考。     

多翼离心风机性能的数值计算和实验测量

采用基于Smagorinsky模型的大涡模拟(LES)方法及FW-H方程,对不同流量工况下多翼离心风机的压力、效率、噪声等性能参数进行了数值模拟,并通过实验测量,对数值方法和计算模型的有效性及结果的准确性进行了验证。研究结果表明:在多翼离心风机内,流动涡核区域主要集中在叶轮叶片靠近蜗壳出口区域;在叶片前缘由于气流的冲击存在着较大压力区,在叶片尾缘吸力面由于流动涡脱落存在着负压分离区;随着流量增大,风机的总压和静压逐渐降低,动压逐渐增大,效率也出现先升高再下降的波动。在大流量工况下,计算获得的风机噪声为68.3d B,实验测量噪声值为69.4d B。     

基于Fluent的空调室内机风道结构噪声研究

为了研究风道结构对空调室内机噪声的影响,采用Fluent软件对某型空调室内机的流场进行了仿真,仿真过程考虑了热交换器对气流的阻碍作用,将其模拟为多孔介质流动。通过FW-H模型分别对以蜗舌、蜗壳和叶片为噪声源而产生的噪声进行了计算,并与空调室内机噪声测试实验的结果进行了对比,误差在允许的范围内。在尽量保持足够气体流量的前提下,以此模型为基础,通过调整蜗舌间隙与蜗壳前沿长度降低噪声,得到了空调室内机风道结构在此参数上的最优值。     

基于三维扭转叶型设计的多翼离心风机噪声的数值仿真与分析

本文通过计算流体力学(CFD)和Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H)方程相结合的方式，对含扭转叶型的三维多翼离心风机进行流动与噪声仿真模拟，研究了叶型扭转对于近场和远场测点噪声声压级的影响，并实现了风机的降噪优化。通过分析流场发现由于相对迎角的增大，多翼离心风机的叶片靠近底侧壁面处存在明显的气动分离问题，因此对风机叶型进行扭转设计，分别计算了不同底部扭转角构型的远场和近场测点的噪声声压级。对比不同底部扭转角噪声声压级的计算结果发现，随着底部扭转角的增加，远场和近场声压级都出现了先降后增的趋势，最终在底部扭转-35°时得到最优的远场声压级。经实验验证，扭转叶型与原始叶型相比，远场的平均声压级降低了1.3dB。     

发动机进气歧管的气动噪声预测方法研究

为更加准确预测发动机进气噪声,发展了采用瞬态边界计算进气歧管流场的方法,并联合声学软件进行声场预测。从一维仿真模型获得可靠的压力和速度边界用于流场计算;采用大涡模拟(LES)和分离涡模拟(DES)两种求解算法模拟歧管内的流场;通过声学有限元方法计算进气口辐射的气动噪声。LES和DES两种方法的流场结果对比表明,DES结果与LES非常接近,同时耗时更少;声场结果与实验结果吻合较好,证明了本文预测方法的准确性;模拟结果和压力边界频谱图的对比分析使空滤器和进气歧管设计更具针对性。     

汽车风振噪声的空气射流结构优化

风振噪声的控制研究目前是汽车领域的研究热点与重点之一。通过数值模拟分析研究了空气射流方法对风振噪声的抑制效果。运用大涡模拟(LES),引入更加准确有效的声品质评价参数,分别对天窗和右后窗的空气射流结构进行优化分析,得到了最优结构参数结果。仿真结果表明,空气射流结构对风振噪声的抑制效果显著。     

基于CFD对高速涡轮手机低噪声优化设计

运用计算流体力学（CFD）对牙科治疗用气动高速涡轮手机的噪声进行模拟分析,在定常的基础上,利用宽频声源模型确定了手机涡轮产生气动噪声的主要位置,并采用大涡模拟方法（LES）,结合FW-H声学模型,模拟出离散噪声的分布.基于对模拟结果的分析,对涡轮结构进行了优化设计,并通过实验验证表明优化有效降低了涡轮手机的噪声.     

圆柱-翼型干涉流场及噪声数值模拟研究

本文采用Ffowcs Williams and Hawkings (FW-H)声类比法对圆柱-翼型干涉流场在来流翼弦雷诺数Re_c=4.8×10~5条件下的噪声指向性分布规律进行了研究。研究了不同精度的湍流求解方法RANS和DDES对流场中速度分布以及非定常速度脉动的预测准确性,进一步对流场中不同位置的声压级进行预测。通过与实验数据对比,验证并且评估FLUENT中FW-H气动噪声模型的精度,最后对圆柱翼型间的不同距离和来流速度对各个噪声监测点的总声压级影响进行了研究,讨论其对噪声的影响规律及噪声的指向性分布规律。本文研究结果有助于验证气动模型准确性,对于下一步采用该模型预测其它复杂结构产生的气动噪声问题具有指导意义。     

高速轿车车身脉动压力的数值分析

分析了高速轿车气流噪声的产生原理,通过求解Lighthill方程得出车辆外部气流噪声只与车身表面的脉动压力有关。采用RNG k-ε和LES相结合的方法求解车外流场,对三个速度下车辆外部流场和表面脉动压力进行仿真模拟,并分析了车辆外流场的特性,得到了车身关键点处的脉动压力级,并将左侧窗中部分监测点的脉动压力级的计算值和实验值进行了对比,得出两者变化趋势基本一致,误差低于5%。经计算分析表明,用大涡模拟方法来计算汽车脉动压力是可行的。     

基于CEEMDAN和小波阈值去噪的混合积分位移算法

为降低噪声干扰、低频误差及信号漂移等对加速度信号积分位移信号还原度的影响,提出了一种采用自适应噪声的完备集合经验模态分解(CEEMDAN)算法和小波阈值去噪对加速度信号进行预处理,时域积分结合频域积分的位移信号还原方法。通过仿真分析及试验测试结果对比,该方法能够有效降低采集的加速度信号中存在的高低频误差影响。误差评价指标MAE和RMSE均有改善,混合积分方法位移信号还原程度高。     

低温对受电弓气动性能的影响

为研究低温对受电弓气动力和气动噪声的影响,基于三维可压缩黏性流体模型对速度200 km/h、300 km/h 和400 km/h,温度-50℃、-20℃和15℃条件下受电弓周围流场进行数值模拟,并应用Ffowcs-Williams/Hawkings(FW-H)方程计算受电弓远场气动噪声.在此基础上分析了受电弓气动力和气...     

高速列车头车气动噪声的控制方法研究

提出了高速列车头车远场气动噪声的改进方案,并进行了仿真研究。首先完成了9组不同车头形状的全尺寸头车模型和流场流域的创建,并通过k-ε湍流模型计算稳态流场;其次在稳态流场的基础上,采用宽频带噪声模型计算了头车表面的气动噪声源;利用大涡模拟(LES)方法计算瞬态流场,进而获取车身外表面的压力;再基于瞬态流场,采用Lighthill声比拟理论研究了头车的远场气动噪声的计算。最后,将不同形状头车的气动噪声的仿真分析结果相对比,验证改进方法的可行性。这里的研究,将对高速列车噪声的有效控制提供一定的技术支持,有着较重要的科学意义和实际研究价值。     

雷达天线系统离心风机气动噪声研究

基于FW-H方程,对离心风机进行气动声学理论分析,结合噪声测试方法,对某雷达天线系统进行噪声试验研究分析.测试数据表明,噪声和振动加速度频谱图分布较为接近,噪声振动能量峰值频率均为离心风机叶片基频的倍频,即雷达天线系统噪声主要来源于离心风机的气动噪声.通过改变均热板上翅片与风机叶片边缘的间距和调节风机转速,对单个离心风...     

船用压气机气动噪声源频谱特性数值研究

以某型号大型船用涡轮增压器压气机为研究对象,以CFD软件为平台,利用具有k-ε双方程湍流模型的NS方程计算了压气机的三维黏性非定常流场特性。采用Ffowcs Williams-Hawkings方程(简称FW-H方程)对压气机的离散噪声进行了分析,并与经验公式进行了比较。深入研究了不同转速、流量对压气机气动噪声的影响。分析表明,叶轮内气动噪声水平较高,是主要噪声源;转速对于离散噪声影响较大,转速增加一倍,声压级上升约14dB;同一转速下,流量的降低将导致噪声幅值增加,但相对于转速变化其影响较小。