厅堂中总声压级的修正计算

完全扩散声场中的总声压级计算公式是假设混响声能在厅堂中的分市各处相等，与接收点的位置无关．实测发现该公式的计算值们高，特别当接收点在临界距离以外时．本文提出了一个总声压级计算的修正公式，它与实测及计算机模拟的值符合较好．

400 km/h高速铁路直立式声屏障降噪效果及安全性研究

开展400 km/h高速铁路噪声影响研究是践行“交通强国”战略的有力举措。为研究400 km/h高速铁路噪声特性及辐射源强,获取现有直立式声屏障在速度400 km/h条件下降噪效果及适应性,采用有限元模型进行仿真计算,模拟计算400 km/h高速铁路噪声源强并进行组成分析,对高速铁路通用的直立式声屏障降噪效果、耐久性、安全性等进行分析研究,对目前直立式声屏障适应性提出实施建议。研究表明:高速列车以速度400 km/h运行时,距离铁路外轨中心线25 m、轨上3.5 m处,桥梁段总声级为97.8 dB(A),路基段总声级为96.7 dB(A),气动噪声大于轮轨噪声;提出现有直立式声屏障在速度400 km/h条件下插入损失为2.7~8.9 dB(A);在安全方面,提出立柱底部螺栓养护年限;针对目前铁路直立式声屏障通用图适用性进行分析,提出结构安全优化建议。研究结果可指导400 km/h高速铁路噪声影响分析及直立式声屏障设计工作。

400 km/h高速列车车下带格栅裙板区域气动噪声机理及影响因素分析

位于高速列车车体下部区域的通风口格栅与设备舱壁面构成格栅–空腔结构,列车高速运行时,该结构的流声耦合问题较为突出,有必要深入分析其流声耦合机理。将位于车体下部区域的带格栅裙板简化为带格栅的二维空腔模型(格栅–空腔结构),采用延迟分离涡数值模型(Delayed Detached Eddy Simulation,DDES)研究其气动噪声产生机理、流场和声场特性等。研究结果表明:当列车以400 km/h速度运行时,格栅–空腔结构开口处的剪切振荡较为剧烈,特别是空腔冲击边缘附近区域;基于总声压级的空间、频域分布和湍流压力波数–频率谱,发现形格栅–空腔结构的流场始终处于自激振荡的过渡状态,且各位置的总声压级和波数域上的振荡幅值始终低于V形格栅–空腔结构和半圆环形格栅–空腔结构;对目前常用的半圆环形带格栅裙板考虑通风口的出风作用后,观察到空腔内部的涡团演化明显减缓,直接导致格栅附近的总声压级大幅下降约15 d B,表明出风作用能够显著降低带裙板格栅的近场噪声。

通风机降噪数值模拟研究

为解决通风机在实际运行中噪声较大影响作业人员的问题,在保证通风效率和静压等性能指标的基础上实现降噪的目的。以某型号离心通风机为例,在构建数值模拟仿真模型和网格划分等基础上,对不同改进叶片对应的通风效率和静压进行对比;对改进叶片后通风机的噪声进行预测,达到了预期的效果。

控制器开关频率对电驱动总成噪声影响研究

控制器开关频率对电驱动总成噪声具有较大影响。首先分析了开关频率噪声的产生机理、频率特征及优化方法。由于开关频率噪声频率较高、易使人烦躁,本文使用A计权声压级和音噪比评价其噪声的大小和声品质。经试验验证提高开关频率和随机PWM调制开关策略可以降低电驱动总成噪声、改善声品质。

Diodes1.9W D类音频放大器提供高声压级水平并延长电池寿命

Diodes公司（Diodes Incorporated）针对以单芯锂离子电池供电的智能手机,推出1.9W D类音频放大器PAM8905,适合以低供电电压提供高声压级水平输出的音频系统。新产品通过内置的升压转换器产生输出级的电压轨,并同时在电池电压低的情况下,利用电池跟踪自动增益控制功能来调节增益及限制电池的电流,有效延长电池寿命。

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。

分流气体对冲排气消声器气流再生噪声模型研究

对分流气体对冲排气消声器气流再生噪声进行了数值计算,通过试验验证了计算方法的准确性。以气流再生噪声总声压级为响应值,使用Design-Expert软件设计了气流再生噪声试验,根据回归分析建立了总声压级与试验因素(内腔直径、对冲孔形状、对冲孔中心距、内腔分流单元锥角、气流速度)之间的数学模型,并检验了模型的显著性。深入分析了不同因素二阶交互作用对气流再生噪声的影响规律。结果表明:随着气流速度的增大气流再生噪声显著增大,斜率都超过了1;对冲孔形状和对冲孔中心距对气流再生噪声影响较显著,且当冲孔形状为矩形、对冲孔中心距为平均值时,气流再生噪声较小;内腔分流单元锥角和内腔直径对气流再生噪声影响较小。以气流再生噪声为优化指标,得到了最佳试验条件。

后壁倒角对开式空腔气动噪声抑制作用研究

在高速风洞中对空腔流场气动声学特性进行了试验研究,对空腔后壁进行倒角,以降低气流在该处的撞击强度,从而达到抑制空腔流场气动噪声的目的。试验马赫数(Ma)为0.6~1.2,空腔长深比(L/D)为4.1、4.7。试验结果表明:亚跨声速范围内,随马赫数增大,开式空腔流场气动声学环境恶劣程度加剧,最大总声压级高达170dB以上,声压频谱曲线上存在多个不同模态的单调声;后壁倒角后,腔底总声压级强度明显降低,且其降低程度随马赫数增大愈趋明显,最大可降低近7dB,空腔后壁上主噪声源附近总声压级强度可降低约1dB,声压频谱曲线上的能量峰值明显减弱。

多孔材料对空腔噪声抑制效果研究

研究马赫数为0.85的条件下,空腔的壁板使用多孔材料对空腔噪声和空腔流动的影响。利用大涡模拟(LES)来预测空腔内的流体流动,考虑到多孔材料对湍流的影响由渗透性损失和内部损失两部分组成,使用Ergun半经验公式来预测这两部分的影响,再结合LES湍流模型可以预测多孔材料内的流体流动。研究结果表明,空腔的前壁、后壁、底板使用多孔材料均可以改善空腔内的流场,并且可以抑制空腔噪声,其中空腔底板使用多孔材料对空腔噪声的抑制效果最为显著,可以使得空腔后部的总声压级降低3 dB以上。

多孔自然通风器的风致噪声模拟分析

针对某办公楼采用的多孔通风器装置,进行了常态风作用下的稳态流场模拟分析,获得通风器内部及其周围区域流场分布情况,通过宽带噪声计算分析风致噪声的原因并获得噪声源。在此基础上结合非稳态大涡模型和FW-H方程模拟声音的产生与传播,并通过谱分析得到室内关键区的风致总声压级和A计权声压级,从而对其风致噪声进行评价,指导工程设计。

形状变化对空腔噪声的抑制效果

针对空腔噪声问题,为进一步探究空腔形状变化对空腔噪声的抑制效果,采用大涡模拟与计算气动声学相结合的方法对典型空腔结构进行数值仿真研究。研究发现,随着空腔前壁倾斜角β的增大,空腔噪声主模态声压级整体呈下降趋势,但两者并非线性关系,并且空腔噪声总声压级也会随之降低。此外,当空腔前壁倾斜角β增大至一定值时,空腔噪声主模态频率会大幅向低频部分移动。空腔噪声主模态声压级和总声压级的降低以及主模态频率的大幅移动会有效改善空腔内的强噪声环境,避免空腔结构及腔内武器装备发生声疲劳破坏。

刨根波齿前缘叶片降噪机理特性研究

为了减小叶片压力脉动,降低叶片自噪声的产生,采用大涡模拟(LES)与FW-H混合方法,对雷诺数为2×10~5、攻角为5°下的叶片进行数值模拟,研究刨根波齿前缘叶片降噪机理,分析了刨根波齿前缘叶片的瞬态流场与声场特性。结果表明:刨根波齿前缘叶片在前缘处加速了流体流动速度,能更好地调控流场减小分离涡;叶片的尾迹涡厚度变薄,并随着挤压和拉伸,大尺度涡破碎成小尺度涡,涡系结构更加紧致;刨根波齿前缘结构降低了叶片表面的压力脉动,且具有良好的降噪效果,在中低频呈现出宽频特性,总声压级最大可降低9 dB。

基于FLUENT和STAR-CCM+的整车气动噪声源对比

为对比FLUENT和STAR-CCM+在整车气动噪声源的计算精度,开展某两厢轿车的气动噪声风洞试验并进行数值仿真.研究发现:2个软件得到的整车表面总声压级分布云图较相似,各部件噪声分布特征一致,大小排序相同,但FLUENT得到的总声压级大于STAR-CCM+.FLUENT在计算测点总声压级与声压级频谱时优于STAR-CCM+,具体体现在:侧窗19个点和车身50个点的能量平均值与试验差值分别仅为0.6dBA和-0.4dBA,而STAR-CCM+的差值分别为3.1dBA和1.7dBA;两者在中低频上差异不大,但FLUENT得到中高频的声压级与试验更加接近.

内埋武器舱动态流动特性及降噪控制方法研究

流动经过武器舱会产生诸如边界层分离、剪切层失稳、气动噪声等一系列复杂流动特征,进而可能对舱内设备和结构造成破坏。本文以近真实复杂内埋武器舱为研究对象,通过高精度数值仿真获取内埋武器舱动态流动特性;根据流场特性,分析武器舱内噪声产生机理,提出了前缘扰流片、导波管以及前缘吹气三种流动控制方案。通过高速风洞试验,系统分析了舱门开度、内埋武器挂载等因素对武器舱内噪声水平的影响,并且对不同扰流装置的降噪效果进行了测试分析。结果表明:内埋武器舱内流动以小尺度湍流结构为主;前舱在舱门小开度时总声压级较高,随开度增加后舱总声压级增大,舱门开到一定程度后,舱内总声压级分布基本一致。舱内挂载武器减弱流动对各壁面的拍击强度,使得舱内各壁面总声压级降低。三种控制方式均能够抬高剪切层,减弱武器舱内的能量注入,进而对武器舱内总声压级产生一定的降噪效果。在本文研究范围内,前缘扰流片的降噪效果最为显著,降噪幅值达5 dB。

润滑剂对轮轨摩擦噪声影响的试验研究

采用MMS-2A型微机控制摩擦磨损试验机,分别对3种润滑介质(水、水基润滑剂与油基润滑剂)作用下的轮轨摩擦系数、滚动噪声与振动进行试验研究。结果表明:与水介质相比,润滑剂会使摩擦系数降低,降低轮轨噪声与振动效果显著。摩擦磨损试验结束后,采用光学三维轮廓仪测量试样表面形貌。结果表明,在水介质作用下试样表面粗糙,磨痕较深;在润滑剂作用下,试样表面十分光整,磨痕极浅。

某SUV内外场气动噪声数值分析

运用分离涡模拟(DES),以商用软件Star CCM+为研究工具对某SUV在车窗封闭状态下,对汽车后视镜区域进行了外流场稳态和瞬态的计算分析,获得车身表面和周围的压力脉动,以此作为激励计算车内噪声。应用声学软件对后视镜以及周围进行流场到声场的耦合分析,得到声压级的频谱图。通过分析基础模型和改进模型内、外场气动声学特性表明:后视镜柄的长度,镜柄与镜罩的夹角以及镜罩形状对后视镜下游流场和声压级影响较大。改进模型相比基础模型前侧窗玻璃外表面总声压级得以降低,驾驶员左耳处内场总声压级降低了6.41%,语音清晰度提高了33.89%,取得很好的改进效果。

一种平衡衔铁受话器数值仿真分析方法

平衡衔铁受话器(Balanced Armature Receiver,BAR)是一种动铁式扬声器,具有尺寸小、电声转换效率高和灵敏度高等特点。利用平衡衔铁受话器的集总参数模型分析指出平衡衔铁运动会影响反电动势和磁场力,提出一种基于COMSOL Multiphysics的平衡衔铁受话器声压级和阻抗的仿真分析方法。首先对平衡衔铁受话器的磁场特性进行稳态分析,计算得到可随平衡衔铁运动变化的驱动力和反电动势;再对电磁场、结构和声场耦合模型进行频域分析,最终计算得到平衡衔铁受话器的声压级和阻抗。仿真分析结果和测量结果两者基本吻合。

宁波地铁1号线高架桥近远场噪声辐射研究

城市轨道交通列车在高架桥上运行,会对沿线区域产生噪声辐射。针对这一问题,首先对城市轨道交通高架桥近场噪声辐射与远场噪声辐射进行了现场试验;然后进行了频域分析及1/3倍频程频谱分析,得到了高架桥近场及远场噪声辐射特性分布;最后对近场及远场的噪声A计权总声压级进行了对比分析,得到了总声压级沿高度分布特性。结果表明,中频、高频噪声辐射随距离衰减较快,而低频噪声辐射随距离衰减较慢;在近场,与桥梁等高处A计权总声压级最大,在远场,近地面的A计权总声压级最大;在近场与远场,A计权总声压级在高度方向上的分布具有明显区别。

地铁车辆不同速度通过曲线段车内噪声研究

地铁列车在正线运行时会在车内产生噪声,而列车通过曲线段时车内噪声则更为显著。针对这一现象,首先对某地铁线路实际运营的B型地铁列车以不同速度通过曲线段时司机室和客室内的噪声进行了现场测试;然后进行了频域分析及A计权后的1/3倍频程频谱分析,得到了司机室和客室噪声频率特性分布;最后对通过曲线段时车内噪声A计权声压级进行了时变参量分析,得到了声压级随车速的分布特性。结果表明,车内的噪声主要由低频的车辆结构噪声和中频的轮轨噪声组成;低频结构噪声频率不随车速的增加而变化,而幅值有所增加;中频轮轨噪声的频率和幅值都随车速的提升有明显的提升;将车辆曲线通过速度降低到55km/h以下可以有效改善通过曲线段时噪声过大的问题。