连续下落水滴的入水形态与水噪声分析

以连续下落的三个水滴为研究对象,以不同时间间隔、高度、水滴粒径为变量,对水滴入水形态及噪声展开研究。研究得到下落时间间隔T=0.2 s时,会出现“压入气泡”现象;在T=0.2 s与T=0.4 s时,水噪声与单位面积动量呈同步正向关系,T=0.3 s时,水噪声先增加,在单位面积动量至16.2 kg/(m^(2)·s)时,减小至一半左右;连续下落水滴入水噪声分为“压入气泡噪声”与“水气迸发噪声”,前者时域图为正弦波,频率较低,能量较大,后者呈现无规则扩散状,频率较高,声压值为前者一半。

不同条件下WES堰下泄水流水噪声试验研究

通过对不同的消力池尾坎高度、不同的消力池长度、不同流量下WES堰下泄水流水噪声进行测量,研究WES堰下泄水流与上游来水流量及下游消力池状况的关系。结果表明:在流量、消力池长度均相同的条件下,尾坎高度的改变会影响WES堰下泄水流声压大小,随尾坎高度提高,水声压降低;在上游来水流量、消力池尾坎高度相同时,WES堰下泄水流声压随着消力池长度的增长而下降;在相同消力池长度和尾坎高度情况下,WES堰下泄水流声压随流量的增大而总体上升。

双曲线自然通风冷却塔淋水噪声的治理

针对天津国华盘山发电有限责任公司2×500MW火电机组建造的双曲线冷却塔投用后造成的噪声污染进行了分析，冷却塔噪声频谱表现为中高频特性，夜间西厂界噪声值为73.2-80.1dB（A），超出Ⅱ类标准23.2-30.1dB（A）；区域环境噪声值为52.5-64.7dB（A）.超出Ⅱ类标准2.5-14.7dB（A）。文章提出噪声治理方案，就单个方案及多方案联合进行了综合分析，并结合噪声预测软件CADNA／A的效果预测，最终选定了最优实施方案，即“库房＋隔声屏＋消声装置”。项目实施后，实测区域环境噪声值为：昼间44.7-50.7dB（A）；夜间42.8-49.0dB（A），均达到了Ⅱ类标准，且进一步证明了预测的准确性，也为我国针对双曲线自然通风冷却塔淋水噪声治理提供借鉴。

不同条件下橡胶坝下泄水流水噪声研究

通过在不同的消力池尾坎高度、不同的消力池长度、不同的流量下对橡胶坝下泄水流水噪声进行测量,研究橡胶坝下泄水流与上游来水流量及下游消力池状况的关系。结果表明:在流量、消力池长度均相同的条件下,尾坎高度的改变会影响橡胶坝下泄水流噪声值大小,随尾坎高度提高,水噪声值降低;在相同的上游来水流量、消力池尾坎高度相同时,橡胶坝下泄水流噪声值是随着消力池长度的增长而下降;在相同的消力池长度和尾坎高度情况下,橡胶坝下泄水流噪声值是随着流量的增大而总体上升。

高位塔与常规湿式冷却塔淋水噪声的现场测试

为了研究高位集水冷却塔的噪声特性,通过对某高位集水冷却塔内外噪声进行现场测试,研究了高位集水冷却塔内外噪声分布和衰减规律及随淋水密度的变化规律,并将结果与常规冷却塔测试结果对比。结果表明:淋水密度为7.3t/(h·m^2)时,同一半径测点的噪声基本相等,最大相差仅0.92dB(A)。噪声的径向衰减率与淋水密度无关,淋水密度为7.3t/(h·m^2)、5.43t/(h·m^2)和5.14t/(h·m^2)时,距塔中心6.25m的测点到距塔周10m测点的平均声压级衰减量分别为9.29dB(A)、10.03dB(A)和9.82dB(A)。高位塔塔外测点高度从0m变为2m,平均声压级增加4dB(A)。高位塔和常规塔的淋水密度变化幅度与声能量变化幅度基本相等;但高位塔的噪声要小于常规塔。研究结果可为下一步噪声控制奠定基础。

无坎宽顶堰水噪声产生机理物理模型试验研究

为降低城市水利景观设施给人们生活带来的水噪声影响,利用物理模型试实验,研究了无坎宽顶堰在不同上游流量、不同下游水深、不同堰高的条件下水噪声的产生机理。对下泄水流产生的水噪声及堰趾产生的水压力进行测量,分析了水噪声和水压力的产生规律及二者之间的关系。结果表明:噪声值与压力值均会随上游流量和堰高的增加而增加,随下游水深的增加而减少。通过对试验数据进行分析,推测城市水利景观设施的水噪声主要是由两部分组成:一部分为下泄水流对堰趾冲击作用产生的水噪声;另一部分为水流自身紊动产生的水噪声。今后将分别对冲击水噪声及紊动水噪声展开研究,找出针对无坎宽顶堰的水噪声主动降噪措施。

消力池内部水流动量对水噪声的影响

为探索水流在消力池产生的水噪声随水流动量大小的变化规律,通过物理模型试验分析消力池内部水流动量对水流声压级的影响。结果表明:水流声压级随水流动量的增大而增大,二者成线性相关关系,且水流动量变化的幅值越大,其产生的水噪声声压级越大;应用SPSS数据分析软件得到消力池内部水流动量与声压级的拟合曲线;根据能量守恒原理,减小的动能部分以振荡能的形式存在,这其中就包含人耳所听到的水噪声。拟合曲线为水噪声的预测工作提供了理论基础。

大型自然通风冷却塔淋水噪声综合治理技术研究

由于声环境功能区划分等级提高,某燃煤电厂原有冷却塔声屏障降噪措施无法满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》2类标准的要求。在保留原有冷却塔声屏障结构的基础上,充分考虑利旧、成本投资和降噪效果等实际因素,提出了消声垫、改进声屏障和新增消声通道3种不同的降噪治理设计方案。通过降噪治理技术方案的综合对比分析,推荐采用将原有直线形声屏障加高设计、对内侧进行吸声处理的技术方案。

频率分辨率对水噪声线谱分析的影响

本文根据水噪声线谱在不同频率分辨率条件下的变化规律。综合了大量水噪声功率话，得出了一般舰船水噪声线谱的普遍规律，指出一般线谱能量带宽在0．1Hz左右，功率谱线谱最为明显，且幅值、频率指示值也较准确。

数字化水噪声测试和分析技术

为适应当前科学技术的发展 ,取代笨重分析仪表 ,向精良简便数字化方向扩展 ,利用C语言进行编程 ,达到对水噪声测试和分析的目的。

景观坝跌水噪声治理优化设计

城市河道景观坝跌水噪声影响越来越引起人们的关注,结合噪音影响治理的一般形式,通过对景观坝方案优化设计,在考虑景观效益的同时,通过工程、生态、物理和管理措施减少景观坝跌水噪音对周边环境的影响,为同类型噪声处理问题提供参考和依据。

典型突出体水动力噪声特性与控制技术研究

水下航行器利用外部突出体通过流动压力差进行自流冷却,可很好地避免水泵激励排水管路产生的低频线谱噪声,但突出体作为外部凸体产生的噪声会影响水下航行器的声隐身性能。针对矩形入口和圆形入口两种突出体模型,开展流场与声场的数值计算,分析不同流速条件下两种突出体水动力噪声的产生特性,发现矩形入口突出体比圆形入口突出体的辐射噪声小。为进一步降低噪声,采用锯齿结构对矩形入口突出体进行流动控制,发现在矩形入口前缘添加锯齿的降噪效果优于在尾缘添加锯齿,并归纳了具有最佳降噪效果的锯齿参数。为验证数值计算结果,分别加工了四种突出体模型,并在重力式低噪声水洞中开展试验测试。结果表明,采用锯齿优化的矩形入口突出体,在10~2000 Hz范围内有较好的降噪效果。上述研究成果可为水下航行器突出体的低噪声设计提供参考。

螺旋桨水动力噪声数值计算方法研究

为了确立水动力噪声量化计算规程,对基于FW-H方程的声类比计算方法进行系统性研究。采用螺旋桨水动力性能EFD及CFD标模DTMB 4 119螺旋桨为研究对象,基于大涡模拟方法系统探讨了声类比计算收敛性相关问题,包括声学计算时间的影响分析、单个叶片声压与叶片总声压的关系、声压与流动压力比较等。研究表明,声学计算时间的长短对频率谱的分布有影响,但平均声压级几乎不受影响,误差不到1%;单个叶片的SPL几乎相等但声压存在相位差,总体SPL相比单个叶片有所降低;螺旋桨远场声压一般低于流动压力,近场螺旋桨域内则例外,呈现不收敛趋势。由此可见,将流动与声传播解耦的声类比方法对于近场声压求解有一定局限性。

水下航行体首部边界层转捩噪声源定位研究

为研究水下航行体首部边界层转捩区的噪声特性及声源位置,本文采用缩比SUBOFF模型在高速水洞中开展了试验研究。水洞试验段来流速度为3~7 m/s,基于模型长度的雷诺数为10^(7)量级,首部表面布置14支脉动压力传感器,测量了首部层流边界层、转捩和湍流边界层的脉动压力场。为定位声源位置,采用传声器阵列进行了水下航行体首部主要噪声源的三维声源定位,定位方法为基于小波变换的函数波束形成方法。试验结果表明:随着来流速度增大,首部边界层转捩起始位置不断向前移动,同时脉动压力频谱中的中频分量显著增加。声源定位结果表明:水下航行体首部主要噪声源呈三维环形分布,且声源所在流向位置与边界层转捩区位置基本重合,表明边界层转捩区是水下航行体首部的主要噪声源。

指挥台围壳流场和水动力噪声数值模拟

为减小指挥台围壳水动力噪声,对具有5种不同相对厚度指挥台围壳的潜艇模型进行数值模拟计算,探究不同指挥台围壳相对厚度对潜艇绕流场和水动力噪声的影响规律。首先对标准模型进行数值计算,并与试验数据对比,验证了数值计算方法的准确性,在此基础上进行流场非定常数值模拟计算。计算结果表明:采用的数值计算方法可以准确对潜艇的真实流场进行模拟计算;指挥台围壳相对厚度对潜艇绕流场的影响不是单调的。潜艇指挥台围壳根部特征点处的水动力噪声不是随着相对厚度的增加而增大,而是呈现先增大后减小的规律。

基于大涡模拟的离心泵水动力噪声数值模拟

运用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术及Lighthill声类比理论研究离心泵3个流量下由蜗壳及叶片表面偶极子声源产生的水动力噪声。离心泵内部瞬态流场由大涡模拟方法(Large-eddy simulation,LES)模拟得到,流场计算结果显示,各流量下隔舌处压力脉动在叶片通过频率BPF处有明显峰值,说明叶轮和隔舌之间的相互作用是引起离心泵隔舌处压力脉动的主要原因。以离心泵内表面作为边界元模型,考虑蜗壳的散射效果。采用直接边界元法求解离心泵内声场,声场计算结果与试验结果吻合良好,验证基于LES和Lighthill理论的流动噪声数值模拟方法的可行性。结果表明,轴频点的声压峰值在设计工况下最小,叶频及其谐频处的声压峰值随流量的增加而升高;通过计算叶片偶极子声源噪声,可以定量预测叶频及其谐频点的噪声;蜗壳偶极子噪声的计算值与试验结果趋势一致,小流量工况下误差较大。

低频宽带板式水动力噪声消声器理论

水动力噪声沿通海管路系统经通海口直接向舰船外辐射噪声,降低舰船隐身性能。如何设计有效的管路消声器以降低舷外辐射噪声成为亟待解决的问题。文章以弹性板间隔的矩形截面通流管路与矩形背腔为几何模型,基于格林函数法和模态理论,求解包含背腔和主管声介质影响的弹性板耦合振动方程,建立了弹性板式水动力噪声消声器理论。计算结果显示,弹性板式水动力噪声消声器具有低频宽带消声性能。计算分析了消声机理以及阻尼对消声性能的影响。该文的工作为低频宽带水动力消声器原理样机的设计提供了理论依据。

水动力噪声计算方法综述

准确量化评估水动力噪声,对研制反潜水面舰船、安静型潜艇和隐身鱼雷等高性能航行体具有重要意义。由航行体型线变化、表面曲率不连续和各种扰动引起的三维非定常外流场是航行体水动力噪声的源场。分述航行体表面湍流边界层、空腔振荡、空化和粗糙度诱发水动力噪声的机理和研究进展。在分析水动力噪声数值预报难点的基础上,综述流体动力噪声计算方法研究进展。着重比较在航行体水动力噪声工程预报方面有较好前景的3种方法:声类比法、粘声分离法和声边界条件法。

离心泵水动力噪声计算方法研究

离心泵作为舰船重要的流体机械,也是管路系统中主要噪声源之一。泵内流动诱发噪声的计算难点在于流噪声声源的准确模拟和边界条件的确定。文中采用CFD方法计算泵内流场并根据FW-H方程提取叶轮转动偶极子声源和蜗壳内表面偶极子声源;基于管道测试技术获得泵进出口边界条件,建立了以蜗壳为界的边界元模型,考虑了蜗壳对声传播的散射作用。通过内域声学直接边界元方法求解泵内声场,建立了离心泵水动力噪声的计算方法。通过试验测试对建立的计算方法进行了验证。计算分析表明:离心泵内主要噪声源为蜗壳表面偶极子声源;泵出口噪声大于入口,具有偶极子声源特性。

水下航行体水动力辐射噪声预报方法研究

为评估水下航行体水动力辐射噪声性能,将航行体湿表面划分为若干子单元,运用功率谱的概念和模态平均法,计算子单元受湍流脉动压力激励振动声辐射,根据声能迭加原理建立航行体水动力辐射噪声的计算方法。数值计算表明,水下航行体水动力辐射噪声的预报与国外方法提供结果基本一致。6 m/s以上航速声压谱级最大偏差小于3 dB,所建立的方法可用于水下航行体水动力辐射噪声的预报和评估。