应用激波降噪机理的炮口消声器设计及试验验证

针对火炮的膛口噪声问题,提出了一种基于激波降噪机理的消声方法,利用超声速气流经过激波后总压降低、可用能量降低的特点来降低膛口噪声声功率,进而设计了一种膛口消声器,通过扩张段增加马赫数、收缩段产生激波可以不断降低火药燃气的可用能量,达到降低膛口噪声的目的。建立消声器的数值计算模型及仿真分析,研究了消声器内部的流体流动情况及激波形成过程,以炮口及消声器出口的总压降低情况分析了消声器的降噪效果,并设置外部监测点检测外部压力场的变化,最后通过试验验证消声器降噪效果。结果表明:基于激波降噪机理设计的消声器可降低膛口噪声19dB左右,且试验降噪量与采用总压降低量进行分析的降噪效果基本一致,证明了应用激波特性降低噪声以及采用总压降低量分析消声器降噪效果的可行性。研究内容为消声器设计提供了一种新思路,为炮口噪声的降低提供了理论及工程指导。     

总压管在超音速流场测量中的影响

总压管提供了一种简便快捷的测量流体平均流场的方法 ,分析其在超音速测量中的影响具有重要意义。从二维轴对称的 N- S方程出发 ,利用二阶精度有限体积法和 S- A湍流模型对喷嘴的超声速自由射流流场以及在其不同位置处加入总压管后的流场进行了数值模拟对比实验 ,模拟结果显示了总压管对超音速流场结构的影响 ,并得到了利用总压管测量超音速自由射流流场结构时 ,在一定区域内误差较小 ,但在超音速向亚声速过渡的区域内误差却较大的结论     

喷管入口气温影响下的射流流场及声场特性

为了研究亚声速喷管入口气温对射流流场及声场的影响,建立了亚声速喷管计算模型,在与实验及模拟数据对比验证的基础上,分别计算了不同喷管入口气温作用下的喷管外流场和远场噪声,探究了喷管入口气温改变时喷管出口射流速度沿轴向及径向的分布规律以及喷管出口轴线上射流温度的变化特性,同时也分析了喷管入口气温对射流流场发展和远场噪声的影响。研究结果表明:射流温度增加会较为显著地缩短势流核心区域长度,势流核心区域宽度会有少许降低;射流轴线上的静温和总温在喷管后一定距离存在一个温度上升过程,各工况静温最高处比总温最高处有延后,且射流温度越高,温度开始上升位置越接近喷管出口;温度的升高对不同频率噪声影响有很大差别,降低工质入口温度有利于降噪。该研究内容为进一步探究射流噪声形成机制打下基础,同时也可为喷流噪声的控制提供新的思路。     

流体振荡器在进气道流动控制中的应用研究

采用数值方法,对流体振荡器在S形进气道流动分离中的控制效果进行了仿真研究。应用CFD软件模拟计算了流体振荡器对进气道分离控制的作用,详细讨论了不同射流频率和射流角度对控制效果的影响。通过对流场的分析得出:射流频率和射流角度对控制效果有显著影响。射流频率为554 Hz,射流角度为45°时,控制效果最佳,总压恢复系数增加了0.403%,总压畸变指数减少了6.96%,分离区长度减少了8.07%。     

射流角度对固定几何结构二元喷管气动喉道的影响

采用基于雷诺平均的二维N-S方程和RNG κ-ε湍流模型的有限体积法,对在喷管喉道附近注入不同角度对称射流的二元矢量喷管全流场进行了数值研究.结果表明:射流与主流的总压比RSP越大,射流角度越接近0°,喷管有效喉道面积比越小.与无射流时相比,当射流缝处于喉道处,射流缝宽度为1 mm,射流角度为0°,RSP=1.0时,喷管相对喉道面积比可达到78.15%;保持RSP不变时,改变射流角度,喷管总压恢复系数、推力系数和射流流量基本保持不变;通过改变射流角度可以有效控制喷管的喉道面积.     

电熔爆机床噪声测控研究

文章分析了电熔爆机床噪声产生的的原因,并对其噪声的测量和控制进行了研究.在对噪声源的频谱曲线进行分析后,优化设计了隔声降噪罩体,通过对样机测量验证,采用复合材料制成隔声罩是一种有效的隔声降噪措施,能降低噪声20分贝以上.     

引射模态总压比对气动壅塞影响

为了获得高亚音速飞行条件下引射模态射流壅塞情况、提高引射模态火箭射流引射抽吸能力和发动机性能,本文利用全流道一体化数值模拟方法,针对Ma=0.8飞行状态,研究了在无二次燃烧组织的条件下,主次流总压比对引射空气流量、Fabri壅塞的影响规律,结果表明：在低总压比条件下,提高主次流总压比,可提高火箭射流的引射抽吸能力,引射空气流量增大;随着总压比的进一步提高,欠膨胀的火箭射流超声速势核区会挤压引射空气流道,冲压燃烧室反压前传导致引射空气流量降低;主次流总压比高于350,火箭射流会将引射空气流道堵塞,产生Fabri壅塞,引射空气流量降低为零。     

局部进气高速涡轮机气动噪声实验研究

动静叶干涉所产生的单音离散噪声是涡轮机气动噪声的主要来源之一。对于一种局部进气高速涡轮机,为了减弱由动静叶干涉引起的单音噪声,对涡轮机通流结构进行了流道优化设计以控制流道内的流动状况进而降低气动噪声,设计了涡轮机气动噪声实验台,测量并分析了流道优化措施的降噪效果。测量结果表明,所采用的涡轮机流道优化设计方法有效地抑制了单音离散噪声,降噪量最大达到了7dB;在多数三分之一倍频程内,涡轮机优化设计后的噪声幅值均低于原始的涡轮机,降噪量最大为2.1dB。     

音波振荡器数值模拟

音波振荡器的振荡特性和总压损失是影响静止式气波制冷机制冷效率的重要因素,通过数值模拟研究发现二者受元件几何尺寸的影响.计算了不同几何结构尺寸下音波振荡器内的流动,总结了几何因素对射流振荡和总压损失的影响规律,并分析了其内在原因,发现:射流振荡周期只随控制管长成正比例规律变化,不受其他几何因素的影响;分流劈距在一定区间范围内,射流才能稳定振荡,且振荡区间的上限和下限均随位差的变化而变;音波振荡器的喷嘴喉部长度、分流劈距、位差及分流劈形状对总压损失有显著影响,控制口宽度、分流劈张角、分流劈尖半径对总压损失也有一定程度的影响.     

增升装置连式襟翼噪声抑制技术试验研究

针对L1T2翼型增升装置襟翼边缘噪声的特征,设计了两种不同偏角下的连式襟翼模型,通过声学风洞试验,开展了连式襟翼的襟翼边缘噪声的抑制技术研究。试验采用传声器相位阵列以及远场线阵,结合波束形成、声压级积分、频谱分析等方法,测量了不同襟翼偏角和迎角下连式襟翼的降噪效果。研究表明：襟翼偏度30°时,襟翼边缘噪声是L1T2翼型増升装置襟翼噪声的主要噪声源,集中在5kHz-16kHz频率范围内;襟翼偏度30°时,连式襟翼的噪声效果明显,部分频率下的最大降噪量可达9dB;此外,连式襟翼的降噪效果随着迎角的增大略有减小。     

淹没磨料射流效应实验研究

在前混合磨料射流系统和淹没射流环境下,借助数码摄像测试系统,研究淹没磨料射流中空泡云的形成以及空泡云长度随泵压、围压的变化规律.研究结果表明:在淹没磨料射流中,空化噪音随围压的增加而减少;在低围压阶段,空化噪音衰减明显,淹没磨料射流不出现最大噪音的峰值围压;而随泵压的增加,空化噪音逐渐增加,其变化规律与清水空化射流产生的空化噪音变化规律基本一致;泵压增加,花岗石的冲蚀深度增加,泵压与冲蚀深度呈指数函数分布;围压增加,花岗石的冲蚀深度减少,最优空蚀效应围压为1 MPa.     

凹凸板冲击射流噪声特性的实验研究

冲击射流噪声研究可为减轻垂直起降型飞机的声致疲劳提供思路。用快速Fourier变换得到了不同形状冲击面条件下冲击射流的远场噪声,并分析了噪声频谱。结果表明:对于凹、凸、平三种形状的冲击面,当冲击距离较小时,冲击单音主导了离散频率噪声;冲击单音最强音的频率随压比增大呈现频级阶越的现象;射流噪声总声压级随压比成类似对数增长的关系,当喷嘴压比大于2.5后,总声压级随压比的增长趋于缓慢;对于冲击面为凹面的冲击射流,远场噪声总声压级对喷嘴位置改变非常敏感。     

声子晶体材料与有源控制相结合的宽频噪声抑制方法

电力变压器噪声除了本体噪声产生的低频分量,还包含冷却风扇产生的中高频噪声。有源降噪方法对低频噪声控制性能好,且灵活可控,但降噪效果受制于通道数量。在不增加通道数量的前提下,为了拓宽降噪频率范围,提出声子晶体材料与有源控制相结合的降噪方法。以DSP为核心控制器搭建了基于LMS算法的双通道有源降噪系统,在此基础上开展了嵌入声子晶体材料的有源降噪系统降噪性能验证实验研究。实验结果表明,针对变压器100～400 Hz的低频噪声,双通道有源降噪系统单频最大降噪量约20 dB,多频总降噪量可达9 dB。设计了对500～1 000 Hz中高频噪声抑制作用明显的声子晶体材料,对600 Hz单频降噪量约14 dB。嵌入声子晶体材料的双通道有源降噪系统,最大总降噪量可达16 dB,优于单纯的有源降噪。可见,声子晶体材料与有源控制相结合,拓宽降噪频率范围、提高降噪性能的方法是可行性的。     

高速列车转向架部位气动噪声数值模拟及降噪研究

基于Lighthill声学理论,采用三维、LES大涡模拟和FW-H声学模型对高速列车转向架部位气动噪声进行数值模拟,并提出降噪改进意见.研究结果表明:转向架部位气动噪声在很宽的频带内存在,无明显的主频率,是一种宽频噪声;各监测点气动噪声频谱在低频时幅值较大,随着频率的升高,幅值下降,1/3倍频程A声压级主要集中在315～1 250 Hz频率范围内;当来流速度一定时,距离气动噪声源越远,声压级幅值和总声压级越小;在列车转向架部位设置裙板后,运行速度为300 km/h时,车外声压级幅值较无裙板时有所减小,平均降幅约为8％,总声压级平均降幅1.3 dBA;适当增加裙板面积后,声压级幅值平均降幅达到12％,总声压级平均降幅2.08dBA,降噪效果较明显.     

多股受限撞击射流井底压力特征的数值模拟

应用大涡模拟方法，对不同的喷嘴尺寸、个数和喷嘴组合条件下井底多股受限撞击射流的流动特性进行了数值模拟．对模拟结果的分析研究表明，多股撞击射流的井底压力分布存在低压区、高压区和中等压力区三个区域．高压区为射流撞击区，低压区为漫流区，中等压力区为射流相互干扰区．在喷嘴出口总面积相同的条件下，保持中心喷嘴直径大于或等于边喷嘴直径，井底压力的分布对清岩和破岩更为有利     

基于伺服控制的环保SMC复合材料整体卫浴热压成形设备设计与研究

结合国内SMC复合材料模压成形的工艺特点,分析了SMC复合材料热压成形专用设备电液比例控制系统的缺点,设计了具备控制精度高、响应速度快、使用效率高、电能耗低、噪音低、液压系统冲击小等优点的SMC复合材料整体卫浴热压成形专用设备伺服控制系统。该伺服控制系统体现了节能、环保、降噪等大型机床设备的先进控制理念。     

锯齿喷口参数对喷流噪声特性的影响

喷流噪声是主要的飞机噪声源之一,影响飞机的适航噪声水平和舱内乘坐舒适性。针对单涵冷喷流噪声,通过试验研究V形喷口几何参数,锯齿个数、锯齿长度、锯齿的嵌入角度等对噪声抑制效果的影响。研究发现:压比1.52和1.69时,增加锯齿的个数,可以有效地提高降噪水平;压比1.89时,增加锯齿个数增大了高频噪声的水平;增加锯齿的长度,并不能改善降噪效果。增加锯齿的嵌入角度,可以有效地降低中低频噪声,但高频噪声显著增加;在压比1.69和1.89时,锯齿喷口的噪声谱线中有幅值较高的驼峰,可能是锯齿诱导产生了高频激波造成的。     

静压桩在无锡地区的应用实例

静压桩成本低、质量好,是具有很大潜力的施工手段,与灌注桩相比有明显的经济效益,并且无噪声、无振动、无泥浆污染。本文介绍了白水荡小区改造工程是静压桩应用成功的实例。     

环境温度对转炉顶吹氧枪射流特性的影响

联合标准的k-ω湍流模型和雷诺平均的N-S方程,建立了转炉多喷孔氧枪超音速射流可压缩、非等温过程的三维CFD模型,模型的有效性通过实验进行了验证.考察了温度对气体分子黏度的影响,研究了不同温度场下射流动力学特性.结果表明:环境温度对射流速度、密度及温度分布有较大影响,环境温度越高,射流密度越小,速度衰减越慢,速度越大,并且射流径向扩张越厉害;温度越低,射流越易于聚并.随着射流的轴向流动,温度场对射流动压的影响逐渐减小,即射流对熔池的冲击力受环境温度影响减弱,但冲击面积随温度的提高而增大.     

强背景噪声下声信号的测量

针对工业现场强环境噪声下测量汽车驱动桥噪声的工程问题,提出一种多次修正和滤波技术相结合的方法降低环境噪声的影响,以满足汽车驱动桥噪声测量的要求