邮轮烟囱排气管路气动噪声影响因素分析及预报

[目的]旨在分析邮轮烟囱排气管路气动噪声的影响因素,并对某国产邮轮开敞区域进行噪声预报。[方法]基于大涡模拟和Lighthill声类比的混合方法,对邮轮实际工况下的管路气动噪声进行数值模拟,研究入口流速、出口压力、截面形状和弯管角度对管路气动噪声的影响规律;建立实尺寸邮轮烟囱排气管路模型,分析邮轮烟囱排气管路主要噪声源,并对开敞区域进行噪声预报。[结果]结果显示,入口流速和弯管角度越大,管路气动噪声越大;零压力出口边界的管路气动噪声大于非零压力出口边界的管路气动噪声;矩形截面管气动噪声小于圆形截面管气动噪声;管路气动噪声的窄带峰频率随弯管角度的增大而减小;除烟囱出口外,开敞区域的气动噪声均处于较低水平。[结论]所做研究对控制邮轮烟囱排气管路气动噪声和改善开敞区域的舒适度具有一定的参考价值。

邮轮烟囱排气系统噪声特性分析及开敞区域噪声预报

针对邮轮烟囱排气系统引起的开敞区域噪声舒适性问题,提出了大型邮轮烟囱排气系统噪声预报的等效声学模型,开展模型试验并对等效模型进行了验证,从而建立了大型邮轮烟囱排气系统噪声预报方法。对实尺寸邮轮烟囱排气系统引起的顶层开敞区域噪声开展数值仿真,研究了实际工况下邮轮烟囱排气系统噪声特性。结果表明,基于等效声学模型的数值仿真结果与模型试验结果吻合,所提出的大型邮轮烟囱排气系统噪声预报方法合理可靠。邮轮烟囱排气系统噪声主要以低频为主,气动噪声和振动噪声共同引起的开敞区域噪声满足规范要求。

双模态振幅调制原子力显微术对比度反转研究

双模态振幅调制原子力显微术广泛应用于微纳米力学成像,然而成像过程中可能存在的对比度反转问题会造成成像结果的难以理解和解释.将有限差分法和同相正交法相结合,采用数值方法研究了不同力常数探针、样品组分力学性能以及成像参数设置对双模态振幅调制原子力显微术二阶模态振幅和相位对比度反转的影响.研究结果显示,对于硬探针,不同粘度系数组分上二阶模态振幅和相位对比度随弹性模量增加无反转产生.探针在不同弹性模量组分上二阶模态振幅对比度随粘度系数增加会产生反转,而二阶模态相位对比度则无反转产生.对于软探针,组分弹性模量或粘度系数增加会造成相互作用区转变,使探针响应产生跳变.软探针在组分弹性模量较高时二阶模态相位对不同粘度系数的对比度以及在粘度系数较小时对不同弹性模量组分的对比度均较硬探针更低.两种探针在不同弹性模量组分上二阶模态振幅对比度随着二阶模态自由振幅的增加会发生反转,而不同粘度系数下的对比度则未出现反转.此外,二阶模态自由振幅越小,则二阶模态相位对不同弹性模量或粘度系数组分的对比度越高.二阶模态振幅或相位对比度在不同相互作用区可能会发生反转,成像时应使相互作用区处于排斥区,可提高对比度.

多模态原子力显微术研究进展

材料纳米尺度的各种性能中,纳米力学性能是纳米材料和器件服役所需要保证的最基本性能.因此,发展可靠的定量化纳米力学测试技术就显得尤为关键.原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)作为纳米力学测试的重要平台,目前广泛应用于材料纳米尺度形貌和力学性能成像.作为原子力显微术的前沿应用模式之一,多模态原子力显微术通过同时激励探针的两个或多个振动模态对样品进行测试或成像,可实现对被测样品高分辨率、高灵敏度、定量化和无损的纳米力学快速成像及检测,具有极其广泛的应用前景.围绕多模态原子力显微术,首先介绍了多模态原子力显微术的基本成像原理和力学模型基础.随后,综述了多模态原子力显微术探针动力学以及成像技术相关研究的主要进展.然后,对多模态原子力显微术的几类典型应用进行了总结和评述.最后,对多模态原子力显微术未来可能的研究方向进行了展望.