调节阀压力调节部件流动特性与气动噪声特性研究

以迷宫式调节阀为研究对象,介绍调节阀的工作原理,建立仿真模型并验证仿真模型流量系数测试结果的可靠性。实验结果表明,随着迷宫式调节阀开度逐渐减小,调节阀阀内速度逐渐减小,但与压力变化为非线性变化;在较大开度下,在阀芯和阀座之间存在较大的间隙流动,阀门内部形成了复杂的流场结构,在开度40%~60%时阀门内腔和阀芯处形成声压峰值。

翼型边界层及近场尾流的湍流特性与气动噪声特性相关规律试验研究

变湍流度试验结果表明 ,湍流度对翼型边界层和尾流的湍流特性、转捩情况、气动噪声特性及其它们间的相关特性有显著影响。这种影响有一定规律。笔者得出了苦干有价值的半经验关系式。

高速列车排障器底部后端扰流对转向架区域流场与气动噪声特性的影响

针对高速列车一位转向架受到来流冲击产生较强气动噪声的特点,基于声类比方法,采用安装普通排障器和底部后端设置平行凹坑排障器的高速列车转向架区域简化模型和车头比例模型,计算分析平行凹坑对转向架区域流场和气动噪声特性的影响,并进行声学风洞测试,验证数值模拟气动噪声的降噪效果。结果表明:在高速列车排障器底部后端设置凹坑,可抑制转向架区域流场剪切层的生长和发展,削弱转向架舱前缘流动分离并缓和尾流与舱内各部件的流动冲击作用,干扰转向架周围大尺度湍涡的形成和脱落,抑制排障器与转向架区域几何体表面压力脉动的形成,减少气动噪声的产生;声学风洞中列车模型排障器底部后端采用扰流措施后,转向架部位噪声源面积缩小,噪声幅值降低约1 dB(A),气动噪声得到有效控制。

剪刀式尾桨前飞状态气动噪声特性计算

基于计算流体力学(CFD)建立了适用于剪刀式尾桨的流场计算模型,采用嵌套网格方法模拟尾桨运动,采用双时间方法进行时间推进。针对不同的尾桨构型,采用高效配平策略“差量法”将剪刀式尾桨配平至相同负载状态。在此基础上,采用Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)方程计算剪刀式尾桨的气动噪声特性。应用该方法对不同前飞速度下剪刀式尾桨的气动力和噪声进行计算分析,着重研究了剪刀角和轴向间距两个重要构型参数的影响。计算结果表明:剪刀角对剪刀式尾桨气动力和气动噪声特性均有重要影响,而轴向间距在合理的变化范围内,对尾桨影响较小。与常规尾桨相比,前飞状态下剪刀式尾桨的噪声指向性变化较小,但噪声幅值变化显著。

Gurney襟翼对风力机翼型气动噪声影响的数值模拟

为分析Gurney襟翼对风力机翼型气动性能和气动噪声特性的影响,利用Fluent软件中的LES模型计算攻角为4°~20°时原始翼型和带有不同高度Gurney襟翼翼型的气动性能和流场分布,并基于FW-H声类比方法,利用Acoustics模块精确求解远场气动噪声。结果表明:升力系数大于0.8时,Gurney襟翼能明显增大翼型升力系数,但阻力系数也显著增大;襟翼高度小于3%弦长时,失速攻角明显增大;襟翼高度大于3%弦长时,升力系数增幅减小,阻力系数增幅增大,且气动噪声急剧增加,翼型声辐射特征呈现偶极子声场的特点。

高速列车仿生受电弓弓头气动及噪声特性数值研究

基于仿生学原理,以高速列车的受电弓弓头为研究对象,提出了具有长曲线截面形状的受电弓弓头设计方案。运用CFD数值方法,建立长曲线形受电弓弓头和矩形受电弓弓头三维数值模型,对比分析了2种受电弓的气动力特性及气动噪声特性。结果表明采用长曲线形受电弓具有一定的减阻降噪效果,在列车速度350 km/h时受电弓的最高宽频噪声降低了9 dB。这是由于流体流过曲线形表面,抑制了尾涡的脱落,有效降低了气动阻力和气动噪声。

增升装置多段翼型气动声学风洞实验研究

随着航空运输业的蓬勃发展,飞机的噪声污染受到越来越多的关注。在大型飞机起降阶段,增升装置作为主要的机体部件,其辐射出的噪声量级已经占据飞机总体噪声的很大一部分,是未来飞机能否进一步降低噪声达到适航标准的关键性因素。针对增升装置多段翼型30P30N的气动噪声问题进行实验研究,实验在北航D5气动声学风洞中开展,使用Kevlar布和穿孔板对实验段进行了气动声学改造,以满足透声不透气的气动声学实验要求。通过远场传声器和麦克风阵列测量得到30P30N模型的远场气动噪声特性和定位主要声源位置,引进小波变换的信号分析方法得到噪声的时频特性,全面揭示多段翼型的气动噪声产生机理。