利用声学风洞模型试验的快捷、方便、实验可重复等优势,进行风洞仿真试验,研究高速列车外部气动噪声的频谱特性以及随车速的变化关系。根据相似理论搭建高速列车模型风洞试验系统;进行高速列车外部气动噪声的近场测量,对声压信号进行傅里叶变换并运用互谱法得出高速列车气动噪声声强的频谱分布;建立高速列车仿真模型,仿真高速列车外部气动噪声特性。通过试验验证仿真结果的准确性。

基于Fluent数值模拟软件对动叶可调轴流风机建立三维计算模型,研究其内部流场特性及进出口气动噪声在安装角△β由-12°偏转到12°工况下的演变规律,研究结果表明,叶轮内流场速度最大并沿叶高方向增加;进出口噪声随安装角的增大而增大,声压分别增长了11.6dB和7.3dB,在△β=-12°偏转到△β=-8°时增加幅度最大,分别增加了3.4dB和2.7dB,与此同时壁面压力脉动最大。其他工况下,安装角每正向偏转4°,进口噪声声压级增加1~2dB,出口噪声声压级增加0.5~1.5dB。

本文基于计算气动噪声声类比混合计算理论,提出了一种适用于自通风电机气动噪声预测的方法,该方法先通过对自通风型电机进行瞬态流场仿真,输出流场中的速度、密度等信息,之后将流场信息加载到声学网格上转换为声源,再进行声场计算,通过将仿真得到的结果与试验结果对比,发现误差仅为1.7dB,在工程计算的可接受范围之内,从而证明了本文所提出的自通风型电机气动噪声预测的方法可适用于在电机技术设计阶段对噪声进行预测计算。

采用定常RANS方法计算缝翼凹腔挡板气动性能,并进一步采用SNGR方法快速评估缝翼凹腔挡板降噪效果。首先利用30P30N三段翼型的风洞试验数据验证数值方法的可靠性;其次参照AIAA国际会议发表论文中的标准前缘缝翼及其凹腔挡板几何模型,对无挡板、短挡板和长挡板三种构型的气动性能和噪声特性进行了对比。计算结果表明:1)短挡板和长挡板不会改变失速迎角,在失速迎角下带来了的升力损失仅为0.2%和0.7%;2)挡板带来的升力损失主要是由挡板上下表面及主翼下翼面前缘的压力分布差异导致的,而压力分布差异又源于挡板对缝翼凹腔分离涡形态的影响;3)相比无挡板构型,短挡板和长挡板构型均能降低缝翼凹腔及缝道附近的自噪声、剪切噪声和总噪声,且长挡板构型的降噪效果比短挡板构型更为显著。

介绍了空冷电机气动噪声的来源、测量方法以及工程上常用的气动噪声控制措施。以某空冷电机为例,采用CFD方法对外风路的稳态流场、瞬态流场以及声场进行了数值分析,将计算结果通过试验进行验证。这对自通风型空冷电机的气动噪声分析具有一定的参考意义。

针对某款发动机排气系统消声器建立其结构模型与内部流体域模型,,利用有限体积法对内部流场的压力损失,速度矢量,湍动能等参数进行分析。以CFD计算结果作为声场分析的边界条件,应用声学软件Virtual.Lab进行气动声学计算,分析各频率下主消声器气动噪声分布情况。提出结构优化设计建议。

对比了我国《实用供热空调设计手册》所用噪声计算方法与美国ASHRAE,英国CIBSE guide以及日本《空气调节·卫生工学便览》中所列方法。通过算例计算重点比较了中美两国手册在直管段气动噪声,弯头气动噪声,三通气动噪声和末端风口处气动噪声及各部件处噪声衰减计算上的异同。最终,除直管和弯头处噪声衰减以及声学指向性系数的计算略有出入外,主要差异集中于三通处气动噪声的计算。

为了研究双螺杆空压机内气动噪声的大小与分布规律,建立双螺杆转子的三维模型与空压机的流场模型。将流体动力学计算方法和声学有限元技术相结合,研究转子中心距和齿顶间隙对双螺杆空压机宽频噪声的影响。结果表明:双螺杆空压机进气口边缘处声功率级最低,与进气口接触且逐渐接近转子容积部分声功率级较低,而转子啮合部和排气口位置的声功率级最大,且宽频噪声的大小随着压力差增大而增大;当齿顶间隙为0.2 mm时,空压机的宽频噪声较小;转子中心距为81.2 mm时,空压机的宽频噪声较小。

为在不牺牲气动性能的前提下降低发动机冷却风扇的气动噪声,提出了一种新型的冷却风扇结构改进方案,即在风扇叶片吸力面上增加若干沿径向规律分布的楔形结构.以风量及进风口处噪声值为评价指标,设计正交试验,借助CFD/CAA耦合仿真法对各风扇流场及声场进行数值模拟,探究楔形结构参数对冷却风扇性能的影响.根据正交试验结果选择出一组楔形结构优化方案,将其与原始方案仿真结果进行对比,风量略增加,噪声值降低了8.8%,有一定工程应用价值。

为探究带环球影像镜头后视镜对汽车气动噪声的影响，运用Lighthill—Curie声类比方法，对带环球影像镜头后视镜尾部气流的流动以及汽车前侧窗处声场进行研究分析。分析表明：车辆在高速行驶条件下，带有镜头方案的后视镜尾部气流相对于原方案发生较大变化，同时通过计算得到声压频谱图可知，频率在中高频段时，带有镜头方案的前侧窗区域的气动噪声相对于原方案的声压级有所增大。最后，为探究带有镜头后视镜对驾驶舱内气动噪声的影响，对带镜头方案和原方案分别进行噪声风洞试验。试验结果表明：带有镜头方案舱内声压级高于原方案，同时测得舱内语言清晰度也有所下降。试验结果与数值分析一致，验证了数值分析的正确性，为汽车后视镜气动噪声地控制提出了理论依据，有利改善司乘人员乘坐的舒适性。