用于薄壳消声器传递矩阵中的一种新声源模型

提出了一种简化的圆形线声源模型.该模型是实际面声源模型的简化,即利用一个圆形线源替代整个面声源,将声源强度均分在整个线源上并取合理的半径值.数值算例表明,该模型既避免了面声源繁杂的计算处理,又消除了点源模型的奇异性,而且线声源上声压分布均匀,能取代实际的面声源模型,适合在工程中广泛采用.

气动声学数值模拟中无反射边界处理及声源模型的建立

运用特征分析和事后修正法对无反射边界进行了分析，将两种常用的无反射边界方法（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ无反射边界和Ｇｉｌｅｓ无反射边界）以统一的形式表达出来，得到这类边界的事后修正式．运用同一方法讨论了声能量从边界输入时声源的模化问题，给出单极源的边界声源数学模型．计算了单极源在均匀流中的声辐射．结果表明，文中方法计算准确，程序编制方便，适合于小振幅波动方程的计算．

基于Lilley宽带声源模型的锅炉承压管泄漏数值模拟研究

以锅炉管道泄漏喷流流场分布计算结果为基础,采用Lilley宽频声源模型,计算泄漏喷流噪声的声功率级分布。对不同泄漏孔径以及不同工况下的蒸汽泄漏进行数值模拟,结果表明泄漏孔的直径越大,喷流速度和声功率级越大。而蒸汽的温度不变,压力越大,喷流速度和声功率级越小。模拟结果为锅炉承压管泄漏声学监测与诊断提供了重要依据。

基于三等效声源模型的高速铁路声屏障降噪效果计算方法研究

为提高高速铁路声屏障降噪效果计算的准确度,阐述声屏障插入损失计算方法、声屏障降噪效果空间分布、声屏障降噪效果频谱特征,根据噪声源、声屏障、测点相对位置关系,提出一种计算声屏障降噪效果的三等效声源模型。利用该模型计算的声屏障插入损失频谱特征与实测结果吻合,而且与单等效声源模型相比,不同距离的A计权全频段插入损失与实测值更接近,15m以外误差不到0.6dB。应用三等效声源模型计算声屏障降噪效果,有助于提高高速铁路环境噪声预测准确度,将其作为计算高速铁路声屏障最佳高度的设计依据,可以有效降低高速铁路建设成本。

全波声测井理论研究中的声源模型及其影响

首先推导了弹性柱源和流体环源模型下，井外地层为双相介质时的井内外声场，将它们与点源和刚性柱源模型下的井内外声场作了比较，并把这４种声源模型条件下的井内外声场的数学表达式写成统一形式．弹性柱源模型下的井内外声场可以分别过渡到刚性柱源、流体环源和点源模型下的井内外声场．理论分析和数值计算表明，不同声源模型对各分波的相对幅度、导波的频散和激发特性都会产生影响，对纵波首波和横波首波的速度没有影响；在弹性柱源模型下，存在一类纵模式波．

基于Lilley宽带声源模型的舵叶流噪声数值模拟研究

以潜艇舵叶在流体中转动时的流场计算结果为基础,采用宽带声源模型,利用Lilley的声功率计算公式计算舵叶转动时,流体域的声功率级分布。通过对同一水域截面的声功率级分布以及不同水域截面的流体节点压力和声功率级分布的对比分析,证明计算结果符合Panton理论,给出对舵叶进行声学设计的建议。

一种简化的船舶辐射噪声源模型

船舶水下辐射噪声在近场具有复杂的空间强度分布,为了准确地分析船舶水下辐射噪声的特性,建立了一个由多极子组成的简化的船舶辐射噪声源模型。在证明了该模型的合理性之后,利用优化算法由船舶目标的不同航次的近场噪声数据反演出简化模型中的参数,并由反演得到的参数反算另一航次的声压值,然后将反算的声压值与理论声压值进行对比。仿真结果表明在船舶辐射噪声的近场,所建立的简化的船舶辐射噪声源模型是有效的。

基于Proudman理论的宽带声源模型在轿车气动噪声源预测中的应用

利用计算流体力学方程求解的有限体积法,针对某轿车模型,在定常流下采用双方程k-ε湍流模型对不同工况下整车外流场模型进行数值仿真分析,获得车辆附近流场的压力、速度、湍流动能k和湍流动能耗散率ε等物理量的分布特征。在此基础上,采用宽带噪声源模型中的Proudman公式对空气动力学特征下的车体表面噪声源分布规律进行了预测分析。研究了沿车身纵向和横向分布的车体表面气动声源的表面声功率级(APL)分布特点,分别对轮胎以及侧后视镜、天线等突出部件的声源区的分布及其形成原因进行探讨。

喷流噪声预测中小尺度湍流声源模型

本文在Tam&Auriault提出的喷流噪声预测方法的基础上,导得计算轴对称喷管伴随格林函数的方程以及声源谱、伴随格林函数与噪声谱密度函数之间的关系,比较了几种典型的声源模型,并且采用了一种随频率变化的长度尺度。验证结果表明,TA预测模型中随频率变化长度尺度与Harper-Bourne提出的声源模型的结合能给出更好的预测结果。

考虑精细化主变声源模型的变电站噪声预测研究

变电站工程环境噪声污染水平已被纳入输变电工程建设控制指标。为了极大程度提高变电站噪声预测准确性,降低由工程前期噪声预测偏差造成决策失误,文章充分考虑主变压器的声源特性,分别建立了单一面声源、四面体声源和五面体声源模型,对比实测数据分析了3种声源模型的预测准确性。结果表明:主变压器采用不同声源模型变电站噪声预测结果差异显著;相比面声源,体声源模型预测结果更加接近实测值,四面体和五面体声源预测结果相近,但五面体声源预测更加准确;不同的工程设计阶段,所建模型精细化程度应有所差异,建议可行性研究阶段声源设备采用单一面声源或四面体声源模型建模,施工图设计阶段采用五面体声源模型建模。以已建成某750kV变电站为例,验证模型的实用性和有效性。

基于数值模型的气动噪声预测计算方法研究

本文介绍了气动噪声预测的计算方法及相应的数值仿真模型,其中包括计算气动声学方法(Computational Aero-Acousti)、莱特希尔声类比方法(Lighthill’s Acoustic Analogy)以及混合计算方法。气动噪声预测的关键点在于选择合适的计算方法。本文详细介绍了这些方法的原理和适用范围,特别对ANSYS Fluent中的四种噪声算法进行分析。在具体的算法介绍中,详细探讨了FW-H声学比拟法和宽频噪声声源模型。FW-H声学比拟法通过结合CFD方法和声学类比理论,能够精确预测气动噪声的辐射特性,适用于解决飞行器绕流引起的远场气动噪声分析。通过结合数值模拟和声学理论,宽频噪声声源模型能够提供更精确、更灵活的噪声预测方法。尤其适用于分析流体场壁面的噪声强度分布。论文详细介绍了这些模型的原理、实现方法以及在ANSYS Fluent中的应用,为噪声场的计算与优化提供了思路与指导。

计算二维声腔传递矩阵的正方形线声源模型

在比较现有二维矩形声腔的声源计算模型特点的基础上,提出了一种新的正方形线声源计算模型,用于计算基于模态级数叠加法的压力响应函数.分析表明,此模型不仅可以克服点声源模型的奇异性,而且在合理选择模型的几何尺寸的前提下能得到比面源模型更为均匀的压力分布,提高了传递函数计算的准确率.数值试验考察了此模型的实际应用效果,表明新的线声源数学模型较圆形线声源更为简便,可以提高计算效率.

家用电器风机噪声的一种等效声源建模方法

风机噪声是油烟机、吸尘器、电吹风等家用电器的主要噪声源,噪声管理是这类产品开发的关键。为缩短家用电器的开发周期,需要在设计阶段对产品进行噪声预测与评估。传统预测方法是对风机和系统整体建模,进行气动噪声流体-声学联合仿真(Computational Fluid Dynamics-Computational Aeroacoustics, CFD-CAA)。但该方法使声源与声传播过程相耦合,设计每当有修改的时候,就要需要进行全系统计算,开发效率较低。为此,文章提出一种可以将风机声源特性与系统声传播过程解耦的噪声源建模方法,分析风机气动声源特性,建立风机等效源模型。设计了风机噪声试验,测试风机的风口噪声,提取等效声源强度,用于快速预测不同系统、不同工况的噪声。将该模型应用于两种型号的油烟机噪声分析,结果表明,对不同的风道结构,系统噪声预测误差均在3 dB左右。

基于TDOA的声源定位模型中阵列位姿与定位误差之间关系的研究

基于声达时间差(TDOA)和正四面体麦克风阵列的声源定位模型中,影响定位的精度的因素除了阵元安装的位置误差、时间延迟和环境噪声之外,还受到阵列自身位姿的影响,麦克风阵列位姿的不确定,其直接导致声达时间差的不确定,进而影响定位结果,以全范围内声源目标定位为应用背景,利用基于RBF神经网络声源定位模型研究麦克风阵列位姿的不确定对声源定位误差产生的影响.

正四面体麦克风阵列声源定位模型研究

研究声源定位优化建模问题,针对声源位于远场环境下无法获取精确的方位角和俯仰角,由于采用声达时间差(TDOA)和空间几何算法的正四面体麦克风阵列声源定位方法只适应于近场声源定位,为了提高定位准确性,提出了应用径向基(RBF)神经网络建立声源定位模型的算法,声源定位模型在声源位于近场或者远场的情况下,均可求解出精确的方位角和俯仰角。在MATLAB上进行仿真,结果表明,定位声源的方位角误差小于3°,俯仰角误差小于4°,满足实际定位精度的要求。结果表明为声源准确定位提供了科学依据。

变压器双层多线声源等效模型的建立与研究

变电站噪声存在传播距离远、传播过程中干涉现象明显等特点,导致商业噪声软件的预测值与实测结果常出现不符的情况,使得工程投运后会出现厂界噪声超标现象。为解决此问题,基于有限元-边界元(Finite Element Method-Boundary Element Method,FEM-BEM)耦合理论,使用有限元仿真软件COMSOL对变压器声源特性及声源等效模型建立方法展开研究。提出一种通过设置双层多线声源的方法建立变压器声源等效模型。通过对声源模型及其传播模型对比实测数据进行研究分析,可发现在距离变压器立面距离5 m之外,仿真噪声衰减数据与实测噪声衰减平均数据的误差基本控制在3 dB以内。本模型可精准预测变电站噪声衰减,为特高压输变电工程的进一步精细化设计提供了理论依据和方法指导。

三相电抗器立体井型线声源等效模型的建立

随着社会发展和人民环保意识的提高,特高压(ultra high voltage,UHV)噪声污染的投诉与纠纷日益增多,已经成为制约电网绿色发展与建设的重要因素。通过对特高压变电站内主设备噪声的测量,发现三相电抗器噪声最大,且出现极大与极小值交替现象。说明电抗器噪声在传播过程中存在明显的干涉效应,这也是造成常用商业噪声软件的预测值与实测结果不符的主要原因。为解决此问题,基于有限元法(finite element method,FEM)声固耦合及有限元法-边界元法(FEM-boundary element method,FEM-BEM)耦合理论,使用数值仿真软件COMSOL对三相电抗器声源特性及声源等效模型建立方法展开研究。研究发现三相电抗器噪声频谱中100 Hz的声功率级占比全频带声功率级超过90%,说明100 Hz是造成干涉效应的主要频率。并基于此频率提出一种通过设置井型线声源的方法建立三相电抗器声源等效模型。结果显示:模型仿真计算的预测结果与实测值的趋势基本一致,差异在修正后实现了较高的吻合度。研究对于三相电抗器设备的噪声预测与治理具有现实指导意义,为特高压输变电工程的进一步精细化设计提供了一种有效思路与方法。

超高压变电站噪声特性分析与预测模型研究

为准确计算高电压等级变电站噪声分布情况及对周围环境的影响,在分析变电站噪声特点的基础上对变电站主噪声源设备变压器和电抗器的声学模型进行了研究。分析表明,冷却风扇的运行和结构的不对称使得变压器和电抗器不同位置辐射噪声分布相差较大。为此,文中基于声强法提出了一种分部等效建模计算方法,将变压器和电抗器每个面进行分块并分别建立声源模型,通过研究面声源与点声源等效算法建立了变压器和电抗器多点声源模型并结合点噪声衰减理论及环境特点建立了变电站噪声衰减预测模型。仿真结果与实测数据对比显示该模型和算法能准确预测变电站内任意点处噪声大小,相比面声源模型有更高的精度。

基于偶极等效声源的特高压变压器有源降噪方法研究

有源降噪技术主要基于声波干涉相消原理,因此初级声源和次级声源的声场传播特性及其声波相干作用导致的声场分布变化规律的研究对有源降噪的系统设计及次级声源的布局至关重要。在实验室进行变压器有源降噪实验时,通常采用扬声器来模拟变压器噪声,因此扬声器等效模型的选择很关键。等效为点声源模型简单方便,但误差较大。该文选取偶极声源模型作为扬声器的等效模型,并以实测特高压变压器噪声特性为基础,分别对扬声器等效为点声源模型和偶极声源模型的声场干涉特性进行仿真和实验验证。实验结果表明,偶极声源模型比点声源模型更符合扬声器实际的声辐射特性。

变电站变压器类设备噪声预测与控制优化

随着电能的不断发展,变电站噪声问题越来越受到公众重视,变电站噪声的控制显得十分重要。变电站噪声对变电站环保评估有重要影响,更加精准有效地降低变电站噪声显得尤为重要,本文通过对比Cadna/A软件与有限元计算软件comsol与LMS,提出一种简单有针对性的变电站低频噪声预测计算方法,并对变电站主要声源附近低频噪声控制提出针对性方案,为变电站噪声控制提供思路。