Helmholtz共振腔气动噪声数值仿真

为探究出一套完整、准确的气动噪声仿真方法,用FLUENT和Actran仿真Helmholtz共振腔旁接管道系统模型.针对流场仿真,采用六面体网格建模,分析选择合适的网格密度,明确网格及边界条件的影响,以获得准确的声源信息;运用Lighthill声类比方法对声场进行仿真,采用数值计算、传声损失仿真和气动噪声仿真计算等3种方法提取管道内部场点声压级频谱曲线,分析曲线峰值频率特征,包括共振频率分析和声模态分析等.采用CFD软件与声学仿真软件相结合的方法,可以有效进行流场和声场的仿真.     

高速列车受电弓气动噪声分析与降噪研究

随着列车速度的大幅提升,气动噪声问题愈发凸显。受电弓噪声在整车噪声中占较高位置,为研究高速列车受电弓气动噪声特性,通过Lighthill声学理论的宽频噪声模型对高速列车气动噪声源进行识别,利用定常SST k-w湍流方法分析高速列车受电弓的流场特性;基于大涡模拟与FW-H声学比拟理论计算高速列车受电弓远场气动噪声。数值算例结果表明,受电弓部位的碳滑板、弓头为受电弓主要噪声源;以轨道中心线为对称线,远场气动噪声监测点的声压级及频谱特性表现出较高的对称性;在同一列车运行速度下,监测点声压级随离轨道中心线距离增大而减小,列车以不同速度运行时,其声压级降低的幅值相差较小;高速列车远场气动噪声为宽频噪声,主要能量集中在500Hz~5000Hz。提出一种射流降噪方法,在350km/h速度下,监测点总声压级值降低了15.2dB。     

管道泄漏噪声的数值仿真分析

在管道运输的研究中,针对实时监控问题,目前管道泄漏噪声的获得主要是采用实验的方法,易受模型尺寸、测量精度等因素限制.以广义莱特希尔(Lighthill)理论为基础,利用商业软件fluent对输流管道泄漏的流场进行数值仿真.据实际情况设置边界条件,分析了流速的变化.接着运用基于LES大涡仿真法和FW-H方程相匹配的技术,对管道泄漏噪声进行了CAA数值仿真,通过快速傅立叶变换对泄漏点处及测量点处的压力进行了频谱分析,对比了不同点声压的特点.通过仿真实验,结果表明,为噪声研究提供了参考,对实际的管道泄漏声场分析和监测有较大的参考价值.     

一种新型离心风机的气动噪声数值仿真

以一种新型离心风机为例,运用Lighthill声比拟理论和计算流体动力学技术对离心风机的非定常流场和气动噪声进行数值模拟。首先以风机内部静压脉动随时间的波动判断离心风机的主要噪声源的位置,然后,以噪声频谱图和1／3倍频程图分析离心风机的噪声组成,判断离心风机噪声的产生机理。并以实验结果作为根据,验证仿真结果的正确性。结果表明：在非定常流场中,离心风机的噪声源主要分布在叶片与蜗壳之间的狭窄区域,在气动噪声成分中涡流噪声所占的比例最大,其产生的主要原因是由于叶片尾缘漩涡脱落造成的压力脉动形成的。     

动车组司机室空调蒸发器气动噪声数值仿真

为研究动车组司机室空调蒸发器的噪声响应,建立某型司机室分体式空调蒸发器的计算流体动力学模型,采用FLUENT中的大涡模拟（large eddy simulation, LES）计算瞬态气动流场。对瞬态流场数据进行傅里叶变换,得到空气流场的频域数据。基于流场频域数据,采用Virtual.Lab的边界元法计算蒸发器的气动噪声,采用声压法计算蒸发器的辐射声功率,并与测试结果进行对比分析。结果表明：蒸发器出口位置气动噪声最高,最大声压级高于56 dB;最大声功率级出现在125~400 Hz的低频段;声功率级随着频率的增加逐渐降低,但在5 000 Hz的高频辐射中声功率级仍然超过55 dB,这表明空调蒸发器气动噪声属于宽频噪声;计算结果与测试结果吻合良好,验证声压法计算空调蒸发器气动声功率可行。     

串列双圆柱绕流的气动噪声特性分析

在OpenFOAM求解器中采用改进型延迟分离涡模拟(improved delayed detached eddy simulation,IDDES)方法对串列双圆柱的绕流流场进行数值模拟,使用K FWH方程分析其气动噪声特性,比较不同来流速度、圆柱间距比和圆柱直径的双圆柱绕流的气动噪声特性。分析结果表明：来流速度、圆柱间距比和圆柱直径对串列双圆柱的气动噪声特性都有显著影响,在特定情况下还会出现冲击纯音噪声、高分贝噪声等声品质恶化现象。     

高速列车集电部气动噪声数值模拟

针对铁路提速后高速列车集电部气动噪声过大的问题,在集电部引入导流罩,应用FLUENT对不合导流罩及含导流罩集电部的外流场和气动噪声分别进行数值模拟和分析．流场计算采用稳态雷诺平均纳维斯托克斯（Reynolds Averaged Navier—Stokes,RANS）方法,声学模型选择边界层噪声模型．计算结果表明导流罩的设计至关重要,合理的设计能使得导流罩较好地引导气流,起到降低集电部气动噪声的作用．     

高速列车车内低频气动噪声预测

为研究气动载荷下高速列车的车内低频噪声,建立高速列车空气动力学模型,采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)法计算中间车的表面脉动压力.将脉动压力加载到高速列车的有限元模型上,通过瞬态分析得到车体的振动位移响应;将位移响应作为边界条件,采用边界元法(Boundary Element Method,BEM)分析车内噪声.结果表明：车窗振动位移最大,车顶和车底次之;中间车车厢的两端声压比中部大;在低频范围内,车厢内声压呈强弱交替分布,声场强弱界限较明显,且随着频率的增大,沿车体纵向和横向干涉条纹增多;车内低频气动噪声随速度二次方的增大而增加.     

基于混合LES/BEM方法的汽车侧窗结构风振噪声分析

利用大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）方法对某轿车的侧窗风振噪声进行计算,其结果与整车道路测试实验结果吻合良好.对相应流场下的车窗进行结构振动特性计算,结果表明汽车高速行驶时车窗结构受内外气流影响会产生微米级的振动.据此振动结果,运用边界元法（Boundary Element Method,BEM）模拟车内辐射声场分布、场点声压频率响应以及车窗板件声学贡献量,结果表明汽车开窗高速行驶时,风振噪声是汽车高速行驶时驾驶员耳旁噪声的主要来源,但在某些频率下车窗辐射声场会有明显的声学响应,其中后窗的辐射声压贡献量占主要部分,开启的侧窗声学贡献量要高于其他侧窗的声学贡献量.     

基于仿真与实测的列车远场气动噪声分析

随着高速列车气动噪声诱发的铁路沿线噪声污染问题变得日益明显,需对高速铁路诱发的远场噪声特性进行研究。基于Lighthill声学理论,应用LES大涡模拟和FW-H声学模型对高速列车整车的气动噪声进行数值模拟,实测高速列车以300 km/h运行时的通过噪声,将仿真与实测进行对比分析。高速列车诱发的远场气动噪声是宽频带噪声,能量主要集中在200~1500 Hz的中低频带范围内。实测与仿真的噪声声压级频谱分析具有相似的变化趋势,但声压级数值不同;由于实测噪声数据不仅包括气动噪声,还包括轮轨、集电系统噪声等,所以实测数据普遍大于仿真结果。通过对比分析验证了仿真结果的科学性,为数值模拟方法研究高速列车气动噪声问题提供了科学依据。     

离散事件系统基于混合状态法的性能分析*

本文在离散事件动态系统混合状态建模的基础上，对系统的积分方程模型进行了数值求解，讨论了数值解法的稳定性与收敛性，最后给出了一个数值计算的实例．并对数值结果进行了仿真验证．     

基于光滑粒子方法的水流数值模拟

近年来基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法的流体模拟成为计算流体力学领域的一个研究热点,由于该方法计算空间导数时不需要使用网格,从而避免了高维拉氏差分网格法中的网格缠结和扭曲,在处理冲击和大变形同题方面具有优越性.对液滴坠人装有液体的方形容器这一具有挑战性水流现象进行了模拟.模捌结果表明,该方法能够模拟液滴与液面碰撞、破碎、融合等水流现象,也能表现出水流飞溅、卷曲等复杂的自由表面特征.     

基于GIS的地下水数值模拟模型拟合方法

文章在分析传统的地下水数值模拟模型拟合方法的基础上,提出了基于GIS的“点”、“线”、“面”的模型拟合的技术路线,实现了基于GIS的地下水数值模拟模型的可视化拟合。     

二重积分的Monte-Carlo数值仿真

针对二重积分计算困难的问题,求解二重积分的传统做法受到积分区域的限制,只能求解矩形区域的二重积分.由于传统方法的局限性,有计算复杂、精度差等缺点.为解决上述问题,采用蒙特卡罗的平均值算法原理,通过将均匀分布与积分区域的面积相结合,对原算法进行改进,将矩形积分区域的积分计算推广到一般积分区域的二重积分数值计算.实际计算表明,改进算法简化了计算过程,有效地降低计算难度和提高仿真精度与计算效率,程序结构简单,易于编制和调试.方法对二重积分的数值计算简单有效,更具有实用性.     

一种基于SPH方法的人员疏散混合模型及模拟

为减少室内火灾环境下人员伤亡,研究了人员疏散计算机模拟问题.将人员运动视为一种流体运动,利用流体力学原理,构建一种新的人员疏散混合模型,并在其中引入了一种从众模式.同时,采用光滑粒子流体动力学方法对模型离散化,从而减少了计算量.不同工况下进行的疏散模拟实验表明,所提出的模型及算法能够较准确地模拟出实际疏散的现象.     

基于正交轨迹的共形PML数值仿真方法

从材料的观点看,完全匹配层是各向异性的介质.场在完全匹配层遵从麦克斯韦方程.通过设计磁导率和介电常数张量参数来实现任意形状的共形完全匹配层.为匹配层动态稳定,可应用二维正交轨迹网格和FDTD方法实现了数值共形完全匹配层仿真,数值仿真结果表明基于正交轨迹网格的共形完全匹配层为一个共形FDTD或FEM方法提供了一个有效地吸收边界条件.     

m维空间立体体积的Monte-Carlo仿真

针对空间立体体积的近似计算优化问题,求解空间立体体积的传统做法大多受到空间区域维数和区域形状的限制,存在计算复杂,精度差等缺点.为了解决上述问题,利用蒙特卡罗的平均值算法原理,提出了一种计算空间立体体积的平均值估计法.通过给出描述空间区域特性的几何条件,同时将均匀分布与空间区域相结合,给出不规则区域及高维区域的体积的数值计算.二个实例计算过程表明算法较好地克服了传统方法的不足,简化了计算、提高了仿真精度,方法空间立体体积的计算精度优化提供了参考.     

基于线性迭加法的大气紊流数值仿真

在大气紊流系统优化的研究中,当前普遍采用采用白噪声通过成形滤波器来得到紊流频谱和紊流信号。传统方法对紊流频谱模型进行简化,因而存在模型偏差,仿真精度提高有限。为此提出利用函数线性迭加法,将大气紊流看作无限多个随机余弦函数迭加的随机过程。以Dryden模型和Von Karman为基础,推导出线性迭加法的计算公式,利用谱估计法对这两种方法进行了验证和比较,通过仿真证明线性迭加算法可信可行,不仅精度高于成形滤波器法,而且兼容不同大气紊流频谱模型,通用性更好,为大气紊流的研究提供了参考。     

基于Eclipse实现油藏数值模拟自动控制的方法

在应用研究Eclipse软件的基础上,提出利用Eclipse软件提供的关键字实现油藏数值模拟生产作业的自动控制的两种新方法。实例研究表明,利用关键字ACTIONX实现自动控制的方法更为简便实用。