动力电池冷却系统流量分配特性研究

利用CATIA软件建立动力电池冷却系统的内部流体域几何模型,通过STAR CCM+软件对乙二醇冷却液的流动情况进行模拟,得出流场的流量分配情况及其压力损失值。理论分析冷却液的流动机理,并结合数值模拟结果对冷却系统流体域的几何结构模型进行优化改进。由于流场的流体分配主要受阻力作用和分流、汇流作用的影响,通过重置管路布置的方式来调节分流、汇流作用,改变进出口五通接头及排出(吸入)Y型三通接头等连接件的结构参数来调整各流道流动阻力,使系统内进行换热的各冷却液流道流量分配达到均匀。系统优化后的流量分配情况良好,各流道内流体的速度趋于一致,故各流道汇流时所产生的湍流混合冲击损失减少,降低了流体阻力损失。

基于LabVIEW双容水箱液位控制

通过建立PID液位控制系统实现调节双容水箱液位的目的,经由反复实验推导得出对应系统的数学模型。运用Matlab Simulink软件进行仿真,根据仿真结果分析双容水箱液位控制系统的动静态特性。运用Labview软件编写双容水箱液位控制系统算法,采用USB-6008数据采集卡和DAQ数据采集助手完成实验硬件和软件的连接,经实验最终得到实际液位曲线,利用软件的人机互动界面,对整个系统在实验过程中进行实时监控。实验结果证明设计的系统能使双容水箱液位的下水箱液位保持在设定值内,浮动不超过5%,达到了预定的稳态效果。

四元十字麦克风阵声源定位算法研究

为对声源进行精确定位,该文设计一种基于广义互相关法时延估计的四元十字麦克风阵的声源定位算法。推导目标声源的方位角、俯仰角以及距离的计算公式,搭建实验和仿真平台,将该算法运用于平面声源定位中进行验证。采用LabVIEW软件进行算法的三维空间仿真实验,通过对各麦克风采集信号进行相关分析和处理,实现声源的定位,测试该系统在实际应用中的性能。二维平面定位实验结果声源距离的误差范围在0.01~0.02 m之间,距离偏差百分比误差范围在5.5%之内,仿真结果坐标与实际声源坐标的结果误差范围在10%~15%,该系统的坐标偏差误差在7%之内,距离偏差百分比误差范围在4%之内。搭建实验平台进行三维空间定位测试,实验结论表明,距离偏差百分比低于9%,表明该系统对声源定位速度较快,误差在合理范围内,精度理想,能够比较准确地对声源进行定位。

亥姆霍兹共振消声器的优化设计

亥姆霍兹消声器能够有效地抑制特定频率的低频噪声。设计了一种亥姆霍兹消声器,可以对频率在145 Hz处的噪声进行降噪处理。但是所设计的消声器的消声带宽较窄,因此需要在保证消声器共振频率不发生改变的情况下,将亥姆霍兹消声器的消声频带增大。使用遗传算法对亥姆霍兹消声器的结构参数进行优化,将优化后的结构进行仿真模拟。仿真结果表明消声器的消声带宽从32 Hz拓宽到了86 Hz。之后进行了实验验证,实验结果显示消声带宽从55 Hz增大到105 Hz,消声频带扩宽了91%,证明了优化结果的可行性,并且实现了宽频带的消声,为消声器的设计优化提供了参考。

薄膜型声学超材料的管道消声特性研究

针对管道低频流噪声难于有效控制的弊端,设计了一种薄膜型声学超材料及其性能测试装置,根据声波传递理论计算了管道内薄膜在声压作用下的振动特性。利用COMSOL软件的声固耦合模块研究了薄膜的消声特性,并进行了对比试验。结果表明:薄膜在低频范围内有较好的消声性能,薄膜的共振频率即为其消声工作频率;薄膜的振幅越大,传递损失值越高,最高达54 dB;薄膜参数的变化对超材料的消声性能有调节作用,通过改变施加在薄膜上的预应力和薄膜厚度,分别实现了传递损失峰值频率偏移120 Hz与110 Hz;通过改变附着质量块大小,实现了100 Hz及以下超低频消声。相关研究为主动声学超材料以及紧凑型管道消声器的设计提供了依据。

局域共振型声学超材料及其噪声控制

为实现宽频噪声的控制,提出一种兼有Helmholtz共振和弹簧质量系统共振的声学超材料及其控制方法。将双局域共振系统等效为两个弹簧质量系统的串联,理论计算结果表明双局域共振声学超材料能够产生两个局域共振带隙,有限元仿真验证了所建立数学模型的正确性。在对比分析共振腔腔体体积和薄膜张力对系统传递损失影响的基础上,选择通过气压调整薄膜张力实现系统传递损失的控制。实验结果表明:当驱动气压从0增加至2 kPa时,系统传递损失第一个峰值基本保持不变,第二个峰值向高频偏移150 Hz。所设计的局域共振型声学超材料在带隙范围内对低频噪声具有良好的控制效果,为宽频噪声自适应控制提供了一种方法。

异形腔体压电声衬声学性能

为提高压电声衬对低频噪声的抑制范围,对声衬腔体进行结构优化。利用平面波理论构建了两种曲线管道的声学物理模型,并分别建立了两种模型的传递矩阵,以此作为异形腔体亥姆霍兹共振器传递损失计算的理论依据,并通过仿真验证其正确性。结合压电振子的形变对声衬进行有限元仿真分析,结果表明:在压电振子施加500V驱动电压时,两种声衬频率偏移量分别为115Hz和120Hz。与圆柱形腔体声衬进行对比结果表明:在相同腔体厚度范围内,由曲率越大的曲线所生成的腔体,在相同驱动电压条件下,频率变化率越高,这为今后对声衬腔体结构优化提供一种有效的依据。