近年来,人们对飞机噪声的要求越来越严苛,适航标准对民用客机气动噪声水平提出更高的标准。首先介绍近年来在北京航空航天大学陆士嘉实验室D5气动声学风洞和D7气动声学风洞中所进行的多个典型气动噪声研究成果,其次以增升装置、起落架、腔体部件和钝体部件为研究对象,探究气动噪声产生机理和降噪技术,为提高该领域的认知和低噪声飞机机体设计提供科学依据和试验数据。

在油田修井作业过程中,为了降低作业人员的操作风险,减轻人员的劳动强度,同时还为了符合轻量化的设计理念,降低吊卡的制造成本,对闭锁环吊卡的闭锁环和内衬进行了优化设计。闭锁环吊卡使用同一个吊卡体,只需要通过更换闭锁环和内衬即可满足27/8″和27/8″EU两种管径油管的悬吊。采用大载荷吊卡,通过降低最大使用载荷,对吊卡进行结构优化,节约了设计成本和制造成本,并进行载荷试验和磁粉探伤,验证设计的可行性。现场应用结果表明,通过气控阀可以远程控制闭锁环吊卡的打开和关闭,只需要对现有吊卡做适当的改进,可以有效控制设备投入成本。

随着壁挂式新风空调器越来越受消费者追捧,人们对健康的室内新风音质要求提高。为了保证室内新风音质体验,以新风模块为研究对象,在尺寸限制条件下,通过优化设计风叶流道、离心风道改善其气动噪声;通过优化外转子电机参数与新风负载的匹配性,改善其电磁噪声,提高产品竞争力。验证结果表明,在满足新风量性能的情况下,同转速噪声值降低2.5 dB(A),气动噪声及电磁异常噪声得到有效改善。

随着人们对健康的室内家居环境要求提高,当下室内新风换气量无法有效地改善室内空气品质。为了保证室内有效的通风换气,提供充足的新风量,提高产品竞争力,以某壁挂式新风空调器为研究对象,通过优化其内部多翼离心风机模块中各部件气流风阻,从进风管、进气腔、新风滤网等组件进行低阻抗气流改善设计。经过手板验证后,在相同转速下新风量提升约33%;同时在满足充足新风量的情况下,改善了内部气流均匀性,保证了同转速相当的噪音品质。

为了研究边箱叠合梁斜拉桥涡振性能及防护结构的影响,设计制作了主梁节段模型,通过风洞试验分析了影响主梁涡振性能的主要因素(风攻角、阻尼比、防护结构、主梁气动外形),提出了增设风嘴、优化防护结构高度、间断封闭防护结构、提高防护结构透风率四种改善主梁气动性能的措施。研究结果表明主梁原设计断面涡振性能较差,在25 m/s风速附近,发生了明显的竖向涡激振动;增加结构阻尼比可以降低主梁涡振幅值,但不改变其风速锁定区间;防护结构以及断面显著的钝体效应造成了主梁的气动不稳定,采用在主梁侧面安装风嘴+间断封闭栏杆或提高防护结构透风率的组合方式可以有效提高主梁气动性能,使主梁涡振性能满足规范要求。

文中主要研究了扁平箱梁气动力的展向相关特性,主要手段采用风洞节段模型测压试验。首先通过CFD数值模拟进行了主梁的气动力特性及外部绕流特性分析,明确了试验布点方案,最后进行了风洞节段模型试验,分析了改变风攻角和展向间距时,气动力、测点压力的展向相关性。结果表明扁平箱梁的气动力展向相关性在展向间距增大时减小;正攻角时,风攻角越大,上表面测点压力的展向相关性越强,而负攻角时变化不敏感。

采用单向流固耦合分析方法,对4种抽汽量(0%、8%、15%和20%)工况下的汽轮机高压缸末级气动和强度性能进行了数值研究,获得了末级变工况条件下的气动效率和动叶气动载荷分布。以气动载荷为边界条件,对包含叶顶汽封和叶根结构的末级动叶强度性能进行了分析,揭示了末级动叶的最大应力和变形量随抽汽量的变化规律。结果表明随着抽汽量增大,高压缸末两级输出功率近似呈线性减小,20%抽汽量工况下末两级输出功率比设计工况(0%抽汽)降低了约44%;末级出口总温逐渐上升,20%抽汽量工况下末级出口总温比设计工况下高约10℃。抽汽量对叶顶和叶根汽封的泄漏特性影响显著,导致变工况时末级总-总等熵效率、反动度和叶栅出口汽流角沿叶高的分布产生变化,尤其是30%叶高以下区域,20%抽汽量时三者较设计工况的最大偏离量分别为3.8%、1.6%和2.4°。在离心力和气动......

参变气动弹性建模是可变后掠翼气动弹性研究中的难点之一.当地建模技术是一种构造线性参变(LPV)模型的实用方法,但一直缺乏有效途径来解决当地气动弹性模型的不一致问题.气动弹性模型的不一致性体现在当地结构动力学模型和非定常气动力模型随参数变化的不连续性.本文提出了一种自下而上的方法,对变后掠翼不一致的当地气动弹性模型进行了一致性处理.首先,采用匈牙利算法跟踪结构模态并按模态分支进行排序,使得匹配后的模态能够保证结构动力学模型的一致性;其次,对有理函数拟合表达式中的系数矩阵进行缩放处理,解决了空气动力系数矩阵的不一致问题.采取上述两项措施后,最终生成了一致的当地状态空间气动弹性模型.这样,对一致的状态空间模型进行插值,就可快速生成任意后掠角下的气动弹性模型,使得系统的稳定性分析和慢参变响应计......

[目的]为了提升燃气轮机的工作性能,开展变几何涡轮蛤壳状导叶的气动性能研究工作。[方法]以某典型变几何涡轮导叶为原型,构建导叶压力侧固定且吸力侧旋转的涡轮蛤壳状导叶模型。基于剪切应力传输(SST)模型进行数值模拟,分析涡轮蛤壳状导叶和普通变几何涡轮导叶在不同工作状态下的参数变化规律。[结果]计算结果表明当导叶旋转角为+3°~–3°时,涡轮蛤壳状导叶的气动性能具备一定优势,其流量更大且总压损失系数更小;当导叶旋转角超过+3°时,其流量增幅将明显减小,甚至出现停止增长或负增长的趋势;当吸力面的旋转角由负角度逐渐增加到0°时,总压损失系数将逐渐减小;当旋转角大于0°时,总压损失系数将随着旋转角的增加而增加。[结论]涡轮蛤壳状导叶可以在一定程度上改善涡轮的气动性能。

为了深入研究接近于真实翼型的变截面三维翼型的气动性能以及噪声表现,构建了一个基于NACA 0018的变截面三维机翼模型,使用ANSYS Fluent软件对该模型进行气动性能以及气动噪声的研究。数值仿真模拟采用大涡模拟(LES)方法,使用WALL亚格子模型,研究了该三维翼型在攻角为15°、来流速度为40 m/s情况下的绕流特性。使用基于Lighthill声学类比模型的FW-H方程进行气动噪声的计算。结果显示,在机翼上表面某点之后开始不断形成分离泡产生流动不稳定性,造成压力和速度波动并产生波动的气动噪声,气动噪声在前缘驻点位置以及后缘位置达到最大值。机翼上表面开始产生分离泡之后,流动出现了在翼型展向位置上的横跨流动,这将加剧流动的不稳定性。