计及气流和线性温度梯度的内燃机穿孔声管排气消声器研究

摘要本文探讨了在考虑气流和线性温度梯度情况下声波在声管中的传播特性,推导了穿孔声管消声器声场传递函数,理论计算与试验结果的对比表明,文中所推导的理论公式与实际是一致的.

穿孔声管消声器消声性能研究

本文通过声波在穿孔声管中传播特性的研究,导出了声波在穿孔声管中传播的声场传递矩阵。文中运用插入损失的定义,建立了消声器消声性能的数学模型,并在实验验证基础上,分析了各种参数对穿孔声管消声器消声性能影响的变化规律。

基于声涡转化对穿孔板切向流效应的研究

建立了一种有关切向流对小孔声阻抗影响的小扰动势流模型,其要点是使用法向质点速度连续而非广为采用的质点位移连续边界条件来匹配小孔剪切层两侧的声场,并在小孔前缘施加 Kutta条件以反映切向流效应的机理——锐缘处的声涡转化;模型中还考虑了实际应用中经常遇到的小孔形状和穿孔板厚度两个重要因素.理论预测的声阻和声抗与实验结果吻合良好.

微声聚能穿孔装置优化设计及IED安全销毁实验

根据Held引爆理论,利用聚能射流使炸药只燃烧或发生不完全爆轰的特点,设计了微声聚能穿孔装置,并对装药结构进行了正交优化。实验结果表明,装置的消声能力良好,用于销毁模拟爆炸药盒时,装药仅发生低速爆轰,达到了安全销毁简易爆炸装置的目的。

多段组合穿孔板声衬降低对旋风机噪声的实验研究

通过对一台自行设计的高效高噪声对旋轴流通风机进行降噪实验研究表明：多段组合穿孔板声衬可大幅度降低对旋风机的离散噪声。使用有效长度为６００ｍｍ的多段组合穿孔板声衬降噪，风机的总声压级降低了９ｄＢ。

城市轨道交通微穿孔板式声屏障的研究

研究了适合于城市轨道交通噪声频谱特性的微穿孔板式声屏障 ,通过计算分析确定了孔径、板厚、穿孔率、腔厚等设计参数 ,并采用驻波管法进行了吸声系数的试验 ,验证了吸声效果和共振频率并修正了腔厚 。

基于湍涡耗散的穿孔板消声器气流再生噪声模型

气流再生噪声对消声器性能和声品质影响大,而湍涡耗散是消声器内部流场分布重要体现.利用流场分析及量纲平衡提出了湍涡耗散分布特征系数,建立了关于该系数的穿孔板消声单元气流再生噪声总声功率模型,求解了模型参数,并分析了影响因素.结果表明:随着穿孔板消声单元进口气流速度的增加,气流再生噪声总声功率级快速增大,斜率都超过了1;随着湍涡耗散的增大,气流再生噪声总声功率级减小,尤其当湍涡耗散小于1.0×10~5m^2/s^3,气流再生噪声总声功率级快速下降,当湍涡耗散大于1.0×10~5m^2/s^3时,气流再生噪声总声功率级下降速度趋于平缓,该模型可以定量分析穿孔板消声单元结构参数对气流再生噪声的影响规律,穿孔板消声单元气流再生噪声总声功率级随气流分布速度增大而显著增大.

声致穿孔仪的研制

在超声波作用下所引起的振动能改变细胞膜表面结构,可使细胞膜通透性增加。利用这一原理,近十几年来新兴起了使用超声作为辅助手段的声致穿孔方法。可以借助超声作用将目标大分子(如药物、DNA等)定点传输到细胞内,起到精确治疗和基因治疗的作用,并借助超声增强治疗效果。但其相应的实验用超声设备尚未达到完美,有多处可作改进。现有设备每次实验时只能对一个样本进行操作,作者在已有的设计思想基础上进行改进,设计制造了新的声致穿孔仪,并从导纳特性、电声效率、声功率以及声压分布等多方面对仪器的性能进行了测试。结果表明,该仪器性能达到了设计要求,使用该仪器进行的声致穿孔实验也取得了较为满意的结果。

穿孔板切向流效应的理论和实验研究

建立了一种有关切向流对小孔声阻抗影响的小扰动势流模型 ,其要点是使用法向质点速度连续而非广为采用的质点位移连续边界条件来匹配小孔剪切层两侧的声场 ,并在小孔前缘施加Kutta条件以反映切向流效应的机理———锐缘处的声涡转化。模型中还包含了实际应用中经常遇到的小孔形状和穿孔板厚度两个重要因素。理论预测的声阻和声抗与实验结果良好吻合。

超声波介导的基因输送技术

近年来超声波介导的基因输送技术由于其相对安全性和操作上的简单得到关注。本文对超声波导致的声致穿孔的机制,空化核的作用——增强基因输送的效率,以及细胞和在体基因输送效率作了综述,讨论了超声波介导的基因输送效率的影响因素。

基质刚性影响声孔效应介导的单细胞基因转染

为了深入理解基质的物理特性对单细胞基因转染的影响规律,实验研究了基质刚性对单细胞质粒DNA转染效果的影响。实验采用高声压短脉冲(0.45 MPa,10μs)条件的超声对培养在不同硬度凝胶基质(软的凝胶基质:0.2 kPa,硬的凝胶基质:40 kPa)上的力学敏感细胞NIH 3T3进行质粒DNA转染实验。实验结果表明,培养在硬的凝胶基质上的细胞,质粒DNA转染效率明显高于培养在软的凝胶基质上的细胞。进一步对质粒DNA进行荧光示踪可知培养在不同刚性基质上的细胞导入质粒DNA的方式不同。当细胞被培养在硬的凝胶基质上时,通过声致穿孔产生的小孔进入细胞内的质粒DNA更多,而培养在软的凝胶基质上的细胞,更多的质粒DNA可以通过非声致穿孔作用。细胞骨架蛋白分布规律表明,硬的凝胶基质上培养的细胞内有更多的F肌动蛋白微丝,可以更好地支撑起细胞的铺展形态,相对不容易发生内吞作用。而软的凝胶基质上培养的细胞内F肌动蛋白则更多以球形状态存在,细胞形貌骗向圆形,此时更容易发生胞吞作用。

基于切向流效应的宽频带穿孔板声衬的研究

对于大孔径穿孔板,减小声质量是实现宽带吸声的关键,而切向流效应可以提高穿孔板声阻、减小声质量,从而实现大孔径穿孔板宽频带吸声.基于上述结论,提出了切向流条件下穿孔板声衬参数的设计原则,并设计了穿孔板消声器实验,实验结果表明:对于大孔径穿孔板,低声质量的通流声衬吸声频带明显宽于无流条件的声衬.这种声衬在航空发动机消声短舱、汽车发动机进排气管道、各种通风管道等存在较大气流环境的消声具有实际意义.

SPIO磁性标记细胞技术研究进展

对新型磁共振对比剂—超顺磁纳米铁颗粒(superparamgnetic iron oxide,SPIO)的发展概况、SPIO在标记细胞方面的应用及用SPIO颗粒标记无损伤标记细胞的方法等方面作了综述,指出物理方法中的超声方法因其独特性将可能成为最适于细胞磁性标记的方法.

气流条件下微穿孔板结构吸声特性研究

飞机发动机噪声是飞机的主要噪声源之一；利用声衬结构抑制发动机的噪声，是飞机噪声控制的一项重要手段。介绍了利用穿孔板声衬结构吸声原理，通过设计穿孔板声衬的结构参数，实现控制噪声的设计方法并通过试验结果加以验证。

超声空化空泡用作基因或药物载体研究中的几个关键问题

超声在液体中作为一个振荡源诱发空化,产生的空泡因其独特的性质可作为基因输送和药物靶向传输的载体。本文就空化机制、声致穿孔控制和超声造影剂的影响三个方面展开论述,探讨了上述问题的研究现状与面临的挑战,旨在为超声空化空泡作为载体的临床应用研究提供文献支持。

新型航空金属丝网声衬掠流特性实验研究

提出了一种新型航空线性声衬结构——烧结金属丝网声衬,并在流管实验台上采用直接提取法对传统穿孔板声衬、金属丝网穿孔板声衬及该声衬分别开展掠流实验。实验采用了一个合适的入射声压级以排除高声强效应干扰。实验结果表明:传统穿孔板声衬的低频掠流声阻随掠流速度增加而升高,高频掠流声抗随着掠流速度增加而下降;金属丝网穿孔板声衬也存在这一趋势,但变化幅度有所减弱;而烧结金属丝网声衬因其去掉了传统穿孔板结构,采用烧结金属丝网作为声衬面板,提高了黏性声阻,从而使其掠流声阻抗在测试范围内基本不随掠流速度变化,相较于其他两种声衬对掠流具有更好的线性,更加符合航发外涵后传降噪最优声阻抗的变化趋势。

航空发动机燃烧不稳定性预测及控制研究进展

燃烧不稳定性问题广泛出现在各类航空发动机燃烧室内,该问题是火焰非定常热释放和声波充分耦合的结果,发生时伴随着大幅度的压力脉动,严重威胁发动机的稳定工作及结构安全。目前,包括中国在内的各航空发动机研制国家在多数发动机型号的研制过程中,均遇到了严重的燃烧不稳定性问题,且发动机越先进,该问题越复杂且难以解决。在深入认识其发生机理的基础上,对其进行准确预测并设计有效的控制手段,对航空发动机的研制具有重要意义。系统阐述了该问题的研究现状,介绍了燃烧不稳定性问题发生关键,即军用的钝体燃烧加力燃烧室和民用的贫油预混环形燃烧室的非定常流动及火焰响应特征。综述了该问题研究常用的燃烧不稳定性声网络预测分析模型,重点报告了为了耦合考虑燃烧室声软壁面被动控制设计,团队所发展的三维燃烧不稳定性预测控制模型。基于该模型,介绍了壁面声衬参数及布局对燃烧不稳定模态控制效果影响的研究进展,为先进发动机燃烧不稳定性的排故提供技术储备。