针对风力机常用翼型进行波浪前缘对翼型气动噪声影响数值模拟研究。首先,将风力机常用翼型NACA63421翼型前缘修改不同类型的波浪前缘;然后,采用RANS结合FW-H积分方法数值求解波浪前缘对翼型气动噪声的影响结。模拟研究结果表明对于光滑翼型,随着来流攻角的增大,翼型表面的气动噪声声压级逐步增加;在翼型前缘布置波浪前缘后,翼型表面的气动噪声值明显降低,最大方位降噪量约为1.5 dB,但翼型表面的气动噪声指向性形状无明显变化。通过流场显示,揭示了波浪前缘对翼型气动噪声影响的内在机理。

为降低冷却风扇的气动噪声并保证其气动性能不下降,参照试验,建立冷却风扇流场和声场的计算模型,通过计算流体力学(CFD)/计算气动声学(CAA)联合仿真方法,对风扇的气动性能和气动噪声性能进行仿真预测。将带有不等高、角度倾斜特征的叶片后缘锯齿结构引入冷却风扇结构设计中,进行参数化建模,结合正交试验研究了各参数对风扇风量以及噪声值的影响程度及影响趋势。结合响应曲面法(RSM),得到了叶片后缘锯齿结构优化方案,优化后的风扇模型气动噪声性能和气动性能都有改善,为车辆冷却风扇的参数设计提供了新的思路。

采用高效的自由尾迹方法求解旋翼流场,在获得旋翼桨叶气动载荷的基础上,利用基于紧致源模型的FW-H方法进行旋翼载荷噪声计算。旋翼厚度噪声预测方面,使用三维网格对桨叶外形进行描述以提高精度。基于建立的旋翼气动噪声预测方法,开展了旋翼操纵量(总距、周期变距)、桨叶挥舞运动以及轴倾角等旋翼运动参数对气动噪声的影响分析。重点针对典型桨-涡干扰状态,分析了参数对桨-涡干扰(BVI)噪声指向性的影响规律。结果表明,旋翼运动参数尤其是桨叶周期变距运动,对气动噪声特性的影响较大,获得准确的桨叶运动参数和旋翼轴倾角是提升噪声预测精度的途径之一。

为了识别地铁车辆辅助变流器在不同运行工况下的气动噪声和电磁噪声特征以及贡献,通过试验方法对变流柜整机以及其内部2个主要的噪声源部件单体(风机和变压器)进行噪声测试。通过单体测试,分别得到风机和变压器在不同工况下的峰值频率以及对应幅值,为变流柜下一步降噪提供理论依据。

采用大涡模拟和Lighthill声比拟法,在额定工况下对矿用通风机二级叶轮尾迹区域的流场与声场进行数值模拟,分析涡量和气动噪声。分析结果表明,矿用通风机二级叶轮尾迹区域的涡量最大值产生于机壳壁面,沿扩散锥方向涡量逐渐减小;气动噪声最大声压级主要集中在靠近二级叶轮尾迹的涡流紊乱区域,沿出风口方向气动噪声逐渐减小。靠近矿用通风机二级叶轮尾迹区域的气动噪声主要是二级叶轮旋转基频的离散噪声,沿出风口方向气动噪声的离散性质逐渐减弱,并且逐渐以宽频噪声为主。数值计算结果与试验结果吻合,验证了数值模拟的正确性。