基于仿生的A柱-后视镜区域气动降噪研究

在某SUV车型的A柱-后视镜区域建立了6种仿生模型,稳态计算采用SST k-ω湍流模型,瞬态计算采用大涡模拟(LES),探讨了流场和声场的气动特性。仿真与风洞实验结果对比表明,仿真的监测点压力系数与实验数据基本吻合,1/3倍频程声压级曲线也比较一致。仿真结果表明,6种仿生模型都起到了降低噪声的作用,尤其在人耳敏感的中高频域降噪效果更为明显。其中,仿生模型1(A柱凸起结构)与原模型相比,降低了涡流强度,对流线具有梳理作用。总声压级的分析表明,仿生凸起模型局部降噪效果明显,仿生凹坑模型降噪效果均匀。

侧风下的汽车非光滑表面后视镜气动降噪研究

汽车高速行驶时的气动噪声严重影响汽车乘坐舒适性,研究表明仿生凹坑非光滑表面的扰流效应具有气动降噪的作用。通过以汽车行驶时常见的侧风工况为研究点,在后视镜边缘布置仿生凹坑非光滑单元结构,研究侧风对非光滑表面气动降噪效果的扰动。采用分离涡模拟(Detached eddy simulation,DES)与计算气动声学(Computational aeroacoutics,CAA)相结合的方法,在无侧风与侧风工况下进行数值模拟得到监测点声压级频谱。通过对比定常分析中A柱后视镜区域流动特征,压力云图,并结合侧窗区域监测点的声压级频谱图,探讨非光滑表面在侧风下对流场控制及气动降噪中的作用。研究结果表明侧风对非光滑表面后视镜气动降噪效果存在较大影响,并且在侧风下背风侧时非光滑表面的降噪效果最好。

非光滑表面对汽车后视镜气动噪声的影响研究

汽车高速行驶时的气动噪声对汽车的舒适性影响很大,后视镜后方涡流对车身的脉动压力直接影响气动噪声的形成,而非光滑表面结构的合理布置能够对涡流起到一定的控制作用。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)中的RANS与分离涡模拟(Detached Eddy Simulation,DES)对长方体模型进行气动噪声数值仿真,并将其结果与试验结果对比,评估仿真方法对气动噪声预测的准确度。将凹坑型非光滑单元体布置在侧窗全连接、侧窗半连接、门外板连接三种不同基座造型的后视镜表面进行仿真计算。对比分析非光滑表面对流动状态、涡流结构及侧窗监测点声压级频谱的影响,探讨非光滑结构的扰流效应对后视镜区域流场形成的控制作用及其气动降噪效果,为有效控制后视镜区域流场结构,抑制涡激振动,改善乘员舱舒适性提供参考。

时速400 km高速列车转向架区域气动噪声控制

气动降噪控制对高速列车运行环保性和乘坐舒适性至关重要。以某时速400 km高速列车1:8缩比模型为研究对象,建立了基于转向架舱前缘、侧缘、后缘3种策略的6种气动降噪控制方案。通过大涡模拟得到非定常流场和气动噪声源项,采用FW-H方程和声扰动方程计算远场和近场噪声,得到不同控制方案对远场噪声、近场噪声的控制效果和影响频域范围。与风洞试验相比,远场30个测点中90%的测点总声压级偏差在3 dB(A)以内,频谱变化趋势相同,量级相差较小。在速度为400 km·h^(-1)时,不同降噪控制方案使得远场测点的平均声压级最大减小1.4 dB(A),转向架舱湍流脉动功率级最大减小3.4 dB(A),转向架舱声功率级最大减小0.6 dB(A)。转向架舱前缘控制中直壁、排障器加厚,侧缘控制裙板高度增加、后缘控制倒圆角均可降低远场噪声水平,以及转向架舱顶板湍流脉动压力功率级。排障器加厚、后缘倒角可以减小舱内声功率级,其他减小转向架舱空间体积、封闭的措施使得转向架舱内声功率级增大。

螺旋桨穿孔结构声学软叶片设计与试验研究

针对降低对转螺旋奖气动噪声的需求,通过在螺旋叶尖吸力面前缘布置“小孔十贯穿通道”结构,构成“软叶片”模块,以平衡叶片前缘处的压力峰值,降低载荷噪声。采用计算流体力学(CFD)和远场噪声评估相结合的方法,利用对转螺旋奖气动噪声试验系统开展气动噪声试验,结果表明:在所测试的工况范围内,穿孔结构对转螺旋奖可以在保证气动性能的前提下有效降低噪声。在对飞机舱内影响最显著的90°指向角处,二阶通过频率处降噪量达5dB。