用HQ管抑制管道风扇噪声的数值模拟

针对HQ管抑制风扇噪声这一主动控制噪声的方法开展研究,包括理论分析和数值模拟,在圆管情况下使用HQ管的消声效果预测和HQ管各几何参数对消声效果影响的讨论.结果表明:HQ管在抑制风扇低频噪声方面有十分显著的效果.     

空腔的非定常可压缩过流及相关气动声学问题

使用大涡模拟-声学比拟相结合的方法,研究三维开式空腔的非定常可压缩过流及其相关的气动声学问题.近场的声源流场部分使用大涡模拟,声音向远场的辐射使用Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)声学比拟,建立了适合于开式空腔的全三维计算气动声学预测方法.文中突出了声源采样时间和积分模数的选择问题.     

基于SNGR方法的后缘噪声数值模拟

采用随机噪声产生和传播(SNGR)方法对后缘噪声进行数值模拟.SNGR方法结合随机方法和计算流体力学,耗费较少的计算资源就可以预测噪声水平.数值模拟时采用有限体积法求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程;采用有限差分法求解声学扰动方程,数值格式采用色散关系保持(DRP)格式,远场边界条件采用无反射边界条件.以二维平板和NACA0012翼型为例,编制程序,与参考结果对比表明,程序可以预测后缘噪声.     

风机封闭系统内噪声模拟分析

风机系统工作时的一个突出问题是其进风口和出风口产生的噪声。由于风机流场非常复杂,以及实验成本、实验条件限制,基于计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）的理论逐渐成为风机噪声估计的重要方法。本文拟通过对由风机及其冷却系统构成的封闭系统进行数值建模和仿真,判断出风机主要气动噪声源的位置和种类,为处于封闭系统内的风机的噪声大小预测,提供一个可供参考的信息。结果表明：风机出口腔体内部非定常压力波动强度最大。     

计及Re数影响的气动—声学性能实验及优化设计

实验和计算都发现高Ｒｅ数（自模化区）风机的宽频噪声占有大部分频域,而低Ｒｅ数（非 自模化区）下离散噪声占主导地位。优化设计结果表明对低Ｒｅ数的动叶必须进行修正,低Ｒｅ数 弯掠动叶与高Ｒｅ数相比,需要更大的弯角和掠角才能达到气动—声学性能的最佳值。     

大型航空声学风洞消声室建设与校测

风洞试验是进行民用飞机机体噪声研究的重要手段。为了满足航空飞行器低噪声设计在大型风洞中进行气动噪声试验的需求,气动院建设了FL-10大型低速风洞全消声室。通过在FL-10风洞试验大厅壁面安装吸声尖劈、对洞体外表面进行声学处理、对支撑系统进行隔声处理、对消声换气窗进行降噪处理等手段,建成了气动噪声风洞试验所需的声学环境。按照国标中给定的方法,利用张线方法实现了校准声源的布置,测量了消声室内沿不同路径、不同频率噪声的衰减规律,表明FL-10风洞消声室自由场特性达到了相应标准的要求,为后续在该风洞中进行大尺寸机体模型噪声试验奠定了基础。     

一类新的差分格式优化目标函数

对差分格式进行优化处理可以提高其谱精度。与高精度(指Taylor展开精度)格式相比,优化格式放大因子的误差随波数的变化不是单调的,而是必然会出现极值点,这样就存在临界距离R_cr,在此距离内优化格式描述的数值波的积累误差小于高精度格式,而超出此距离后优化格式的误差反而大,对于非定常流及气动声学计算来说,控制差分格式的临界距离是必要的。一般的优化目标函数以每个时间推进步的误差为基础(即放大因子法),R_cr不能在优化过程中确定。对此进行分析,指出积累误差的重要性并提出以此为基础的新的优化目标函数,这样在对格式进行优化时可以直接指定临界距离,从而为控制谱精度提供方便。     

非自模化和自模化区域内轴流动叶气动-声学性能的实验研究

本文通过对非自模化和自模化区域内的两组轴流动叶试验风机的气动－声学性能的实验研究，得到了非自模化和自模化区域内的气动－声学相似性．实验结果表明：几何相似的风机，进入非自模化区域内，其气动－声学性能完全不同，因此必须对其气动－声学相似性理论进行完善和修正。     

三维FW-H方程与CAA数值模拟匹配技术研究

本文研究了三维FW-H方程与CAA数值模拟匹配技术。首先验证了适于亚音任意运动声源的Farassat时域公式和适于亚音匀速直线运动声源的Lockard频域公式,采用均匀流中单极子源声辐射问题对两类公式进行了校核。进一步,采用FW-H／CAA匹配技术对风扇／压气机前传声进行了预测。近声场基于轴对称三维CAA方法获得,远声场则基于近声场数据采用三维可穿透FW-H方程时域公式进行预测,并校核算例着重分析了不同积分面对远场声指向性的影响。本文研究证实了FW-H／CAA数值模拟匹配技术的可行性和解决工程实际问题的潜力。