转捩区长度对回转体流噪声的影响

本文通过分析回转体边界层转捩区声辐射的机理,就转捩区长度对回转体转捩区辐射声压谱的影响进行了讨论。结果表明,来流速度和回转体直径是影响回转体转捩区长度、也是影响回轨体转捩区辐射声压谱的主要因素,在来流攻回轨体直径相同时,则回转体形对转捩区长度的影响超主导作用,采用本文的方法所得的理论值与实验值之间的一致性较好。     

回转体边界层的高频声辐射

已就回转体边界层声辐射的机理作了分析,并对回转体边界层的辐射声压谱进行了估算。结果表明,回转体边界层声辐射由转捩区和湍流边界层的声辐射组成;在低频段,转换区的声辐射将占主导地位,而在高频段,则湍流边界层的声辐射起主要作用。采用本文的方法所得的理论值与实测值之间的一致性较好。     

回转体边界层转捩区声辐射的预报方法研究

基于边界层理论和转捩区声辐射理论,利用Liepmann理论Krane偶极子声源改进模型,在研究回转体表面的压力梯度和声衍射损失对转捩区声辐射影响的基础上,改进了回转体边界层转捩区声辐射的预报方法。结果表明:与零压力梯度相比,逆压梯度下的转捩区将导致更高的噪声辐射,利用改进方法预报的噪声级与实验值的一致性较好。     

低噪声回转体头部线型设计

将双参数椭圆型曲线作为回转体头部线型,以辐射到头部驻点处的边界层转捩区辐射声压级作为目标函数,给出了头部线型的优化设计方法。结果表明:经优化所得回转体头部线型的流噪声明显小于初始线型;所建立的回转体头部线型优化设计模型,不仅可以在利用双参数椭圆型曲线进行头部线型设计中直接应用,其基本模式也适用于其它曲线族设计头部线型。     

源于边界层转捩区的单极子声辐射

基于 Ｌｉｇｈｔｈｉｌｌ方程和 Ｇｒｅｅｎ理论,本文对边界层转捩区声辐射机理进行了分析和讨论,并对转捩区内各声源的基本类型作了分类．分析结果表明;边界层转捩区的声辐射由转捩区内处于完全湍流状态的流体流动引起的向边界展外辐射的声场以及另两个附加声场组成;边界层转捩区声源的主要类型为单极子、偶极子和四极子声源;本文的分析为Ｌａｕｃｈｌｅ模型提供了理论依据,证明了利用Ｌａｕｃｈｌｅ模型估算转捩区远场声辐射基本准确可靠．     

结构声辐射的振动模态分析和声辐射模态分析研究

基于辐射声功率的二次型表达式,采用有限元法、Rayleigh积分和边界元法对结构声辐射进行了振动模态分析和声辐射模态分析研究。振动模态间的耦合对辐射声功率影响的研究表明: 结构各阶振动模态自身对结构辐射声功率的贡献是增大结构的辐射声功率,而振动模态间的耦合可能会增大结构辐射声功率,也可能会减小结构辐射声功率,或对辐射声功率没有影响。而且,当振动模态间的耦合作用对辐射声功率的影响不大时,采用振动模态控制可取得较好的减振降噪双重控制效果。将混合的Helmholtz积分方程方法用广义逆引入到三维复杂结构声辐射分析的声辐射模态公式中,解决了特征频率下解不唯一问题。还研究了正方形封闭空间结构声辐射模态的辐射效率和形状,并对结构声辐射的振动模态控制和声辐射模态控制进行了讨论。     

具有密度跃层分层流体中回转体激发内波特性实验

在具有连续密度跃层的分层流体中,对长径比为7:1的回转体在迎水和背水运动下激发体积效应与尾迹效应内波特性开展了系列实验.结果表明,体积效应激发内波属于一种相对于回转体定常的多模态Lee波结构,而尾迹效应激发主控内波为相对于回转体非定常的拟Lee波结构,这是一类由湍流尾迹中大尺度相干结构作为移动源激发的内波结构,在Lee波与拟Lee波之间存在一个与长径比近似为线性关系的临界转捩Froude数Fr_c,当FrFr_c 时拟Lee波为主控内波,而且拟Lee波相关速度Froude数近似为一个常数0.8,其无因次峰-峰幅值随Fr的增大近似线性增大,其中Fr为回转体特征直径Froude数.结果还表明,回转体头部与尾部几何形式并不影响其激发内波临界转捩Froude数Fr_c、 拟Lee波相关速度Froude数及其峰-峰幅值变化特性.     

基于辐射声功率最小化的安静结构设计

本文研究了一种基于模型修改使结构辐射声功率最小的方法，使用了结构动力学、声学和优化理论等学科知识，对结构修改后固有频率变化可以忽略不计时的声辐射优化进行了研究，将设计变量看作外部阻抗，对结构的表面振速进行了重新分布，可以降低结构辐射的声功率。将质量块与动力吸振器进行组合实现声辐射最小化，不但降低了一定频率范围内的平均声功率，还降低了动力吸振器所对应的单频下的声功率；运用遗传算法搜索结构辐射声功率最小时附加质量块或动力吸振器的位置，对附加质量块和有源控制作用下简支钢板的声功率最小化进行了比较研究，阐明了附加外部结构与有源控制实现安静结构的物理机理。最后，对本文提出的基于平板辐射声功率最小化的安静结构设计方法进行了实验验证。     

亚音速轴流风扇后掠叶片定子与湍流互作用宽频辐射噪声预报

针对亚音速轴流风扇后掠叶片定子的宽频辐射噪声问题,介绍并推导了叶栅宽频辐射声功率计算公式,通过该公式计算后掠叶片定子的宽频辐射声功率级,并从湍流入流和叶栅响应的角度揭示后掠角对定子辐射噪声的影响机理。在此基础上,考虑到实际风扇定子工作在转子尾流中的情况,采用Gauss尾流模型模拟转子尾流,建立转子尾流湍流波数谱模型,推导得到定子叶片与转子尾流互作用的宽频辐射声功率计算公式。通过与NASA风扇试验模型对比得到,考虑转子尾流的定子叶栅宽频辐射声功率计算公式能够较好的预报后掠定子宽频辐射声功率。最后,针对试验风扇模型,分析叶片安装角、叶片弦长对后掠叶片定子辐射噪声的影响。      

不同铺设角度下层合板结构参数对声功率影响*

本文研究了不同纤维铺设角度的层合板结构参数对声功率的影响,从而为层合板的低噪声设计提供理论依据。通过分层有限元理论获得层合板结构动力学响应,基于声辐射模态概念分析不同铺设角度下层合板不同铺设方式、宽厚比和弹性模量比对其声功率影响。结果表明,层合板的铺设角度和宽厚比对复合材料层合板结构的声辐射功率影响较大。首先相同铺设角度的层合板,改变弹性模量比,声功率变化不明显;其次改变不同的铺设角度,宽厚比较小的层合板声功率下降的空间更大,更易于声功率的降低。层合板作为结构件时,从降低声功率角度而言总体上对称铺设结构比单向铺设层合板结构有优势,并且相同铺设角度下,反对称铺设层合板可获得更小的辐射声功率。