用于声学测量的消声风洞研究综述

为进行舰艇声学测试试验,本文论述建造消声风洞的必要性。介绍国外、国内低湍流度、低噪声风洞的发展现状,阐述消声风洞各部分的设计与校核方法;提出消声风洞流场品质和消声效果的分析方法。

舰艇声隐身技术研究用消声风洞设计

目前在舰艇声隐身技术领域中,螺旋桨噪声和流噪声机理研究所需要的实验手段存在明显不足,为弥补这一不足,利用空气中消声比水中容易的优势,借鉴气动声学的研究方法和实验手段,从原理分析、数值仿真和实验验证等方面,探讨了舰艇声隐身技术研究用消声风洞的一些重要设计问题,包括风洞气流通道的布局形式以抑制驱动系统的传递噪声、实验测试段的非对称布置以获得远场声学测点、低频噪声控制的实现等。舰艇声隐身技术研究用消声风洞的设计方案得到了实验结果的验证,消声风洞成为舰艇螺旋桨噪声和流噪声机理研究的一种新的实验设施。

二维低噪声风洞设计

湍流边界层脉动压力谱是水动力噪声预报的重要输入参数。为满足湍流边界层脉动压力测试需求,设计并建造了二维低噪声风洞。风洞设计从流体动力学和声学2方面考虑。流体动力学设计既需要满足流速要求,又需要降低试验段湍流度,提高流动稳定性;声学设计从洞壁隔声,洞体内部消声以及减振3个方面考虑,专门设计了声流式消声器、微穿孔消声器及消声弯头用于降低试验段噪声。二维低噪声风洞建成后有效进行了湍流边界层脉动压力测试。

涡流发生器对翼板结合部流噪声的控制机理研究

针对翼板结合部流噪声控制问题,设计7种不同高度和间距的涡流发生器方案,采用数值模拟和试验相结合的方法开展降噪效果研究。由于在水中直接开展涡流发生器降噪试验验证存在较大困难,先选取在空气中进行数值模拟和试验验证,以分析确定涡流发生器方案的可行性。以SUBOFF模型为研究对象,采用大涡模拟的数值方法,以空气中非定常流体计算流体力学计算结果作为声源项,开展声类比方程的求解,获取流噪声的结果。通过不同涡流发生器方案的比较,分析涡流发生器的高度、间距这两个主要参数对翼板结合部流噪声的主要源头—马蹄涡控制的效果,确定针对SUBOFF模型具有最佳降噪效果的涡流发生器方案,并在消声风洞中对模型进行试验验证。研究结果表明,所设计的涡流发生器方案降低翼板结合部流噪声具有可行性,为后续在水中开展进一步研究奠定了基础。

军队院校实验室建设中军民融合问题探究

采用军民融合发展方式,建设了消声风洞实验室,探索了军民融合发展在军队院校实验室建设中的实现形式。由消声风洞实验室的建设经验可见,在军民融合发展的大背景下,军队院校实验室的建设,需要军民双方有共同的利益前提和合作基础,并在实践中摸索良好的合作模式,以达到双赢的效果。同时,军队院校实验室军民融合发展的过程中也需要解决制度不完善的问题,克服人员投入不充足的困难。