通过建立对流FW-H方程与薄壁边界元法相结合的混合声学模型，研究偶极子噪声在均匀流管道中的传播与散射问题．计算均匀流中的声源及其在管道中的传播，采用对流FW-H方程确定均匀流中的声波传输，采用计算流体力学方法所得流场数据确定气动噪声源，采用薄壁边界元法计算声波在管壁上产生的散射声压，并将数值计算结果与Tyler-Sofrin管道声学理论方法及声学实验所得结果进行对比．结果表明，对流FW-H方程与薄壁边界元法相结合的声学模型可用于偶极子噪声在均匀流管道中传播特性的预测，并可准确预测风扇偶极子噪声在机匣内的传播．

针对直升机噪声问题,基于空气动力学原理和全耦合气动声学分析公式,构建直升机转子叶片灵敏度分析模型,采用ANSYS CFX数值模拟方法与FW-H声学模块耦合的混合气动声学方法,将直升机转子噪声信号传播给远场观测者。利用时域气声伴随算法实现模型求解,选取四叶NACA0012型直升机旋翼在前飞工况的噪声进行实证研究,结果表明模型能有效地预测四叶NACA0012旋翼在前飞时的噪声。在验证成功的基础上,采用伴随公式对旋翼噪声信号进行优化,最后得到时域气声伴随算法的直升机转子叶片形状优化分析的结果。

为了准确地模拟直升机飞行中的外部噪声,建立了耦合计算流体力学/计算气动声学(Computational fluid dynamics/Computational aeroacoustics,CFD/CAA)的直升机机外噪声预测方法。气动计算采用CFD方法模拟旋翼、尾桨气动力以及气动干扰;噪声计算采用声学无限元方法,考虑固体边界的声散射效应和大气传播中的声衰减特性。以AC311A直升机为例,开展适航规范要求下的飞越噪声计算和分析。飞行试验结果对比分析验证了本文方法能够有效地用于直升机机外噪声的评估与分析。最后进行了误差分析,为直升机外部噪声评估算法和仿真模型的优化提供参考。

发展了基于七阶精度混合型耗散紧致格式(HDCS)的混合雷诺平均(RANS)/高精度隐式大涡模拟(HILES)模型(HRILES),并结合Ffowcs Williams-Hawkings(FWH)声比拟方法对30P30N高升力体气动噪声问题进行了模拟.首先对雷诺数Red=4.3×10^4的单圆柱绕流算例开展验证,并与传统的延迟分离涡模拟(DDES)模型进行对比.结果表明HRILES模型具有对亚临界态尾迹区转捩流动的模拟能力,平均阻力系数与阻力均方根值和实验结果符合更好,结合FWH声比拟方法得到了合理的远场声压级(SPL)的功率谱密度(PSD)分布.然后将其应用于30P30N高升力体气动噪声算例模拟,结果表明HRILES模型准确预测缝翼凹腔剪切层各站位的平均速度、涡量和湍动能分布,壁面脉动压力谱分布与实验符合较好,近、远场噪声频谱准确预测了缝翼低频窄带噪声,并得到了合理的噪声辐射指向性分布.

为研究汽车暖通空调气动噪声特性,以某车型汽车暖通空调为研究对象,通过风阻试验对滤清器和蒸发器进行等效处理,建立仿真模型;基于流体动力学和气动声学理论,结合宽频带噪声源模型和FW-H模型,预测声源分布和噪声特性;将仿真结果与试验结果进行对标验证,出风口风量最大误差为6.7%,最小为2.1%,噪声频谱特性具有较高的一致性。结果表明,Curle噪声源主要分布在鼓风机和空调箱壁面,近场以旋转噪声为主,远场宽频噪声占主导。可适当通过减小叶片与空气接

针对一般情况下叶轮机械的非定常气流运动,特别是风扇的气动声学,文中测定轴流风机的气动声学特性和上游环境对其影响.在对叶轮机械各种噪声来源进行分析之后,研究了抽吸速度场的扰动所带来的影响,因此分析进气总管轮廓优化前后对轴流风机入口的影响.结果表明,噪声特别是宽带噪声产生于上游气流湍流水平的提高.

建立考虑喷流扰动速度影响的Lighthill气动力声学方程。采用二阶加权平均中心差分隐格式方法，对不同内漏间隙下球阀气体内漏喷流声场进行了数值模拟。数值模拟结果表明，球阀内漏喷流流动伴随喷流噪声的产生。对于球阀结构，在发生内漏时存在二次截流，二次截流点为喷流噪声强度最高的位置。球阀通孔与阀体通道形成的过流空间是喷流噪声最强的区域。球阀下游流道喷流噪声强度要高于上游。模拟结果为球阀内漏声学检测提供了依据。