提出将通用的插值补充格子Boltzmann方法(GILBM)应用于非均匀网格进行计算气动声学研究.通过顶盖驱动方腔流、低雷诺数圆柱绕流算例验证GILBM数值模拟方法的正确性.在此基础上,将该方法应用于高斯脉冲传播、周期性声源传播、二维圆柱绕流的气动噪声计算.研究结果表明,GILBM方法可以在非均匀网格上较好地模拟高斯脉冲及周期性声源声波的传播过程,计算结果与解析解较吻合.GILBM方法能够模拟非均匀贴体网格下的圆柱曲面边界由于涡脱落造成的气动噪声的产生和传播过程,可以较好地捕捉到近场及远场的声压传播.圆柱绕流声学特性呈现出偶极子现象,计算结果与参考文献较吻合,证明采用GILBM方法在非均匀网格中模拟声传播问题的正确性及求解气动声学问题的可行性.

本文论述了航空发动机风扇气动声学试验的必要性,阐述了民航发动机噪声控制技术的发展,指出了航空发动机风扇气动声学消声室的特点。

采用大涡模拟和FW-H方法,对1:8缩比8车编组北京轨道交通新机场线列车气动声学特征进行模拟研究。列车模型按照实际列车缩比而成,包含转向架、风挡和受电弓等复杂结构。列车运行速度分别为140,160,220和250 km/h。研究分析速度场、涡量场、压力脉动场和辐射声场等。研究结果表明:偶极子声源强度主要分布在尾车、头车流线型车底、第1个转向架、空调机组和受电弓区域;不同测点声压级随着频率的增加,总体呈现为先上升后下降的趋势,在400~700 Hz频率左右时测点声压级达到峰值;监测点的总声压级在头车流线型附近较大,在尾车及其下游,总声压级逐渐减小。

基于空腔流激振荡原理,提出一种结构简单、又无运动部件的流量测量装置。该装置在测量过程中,具有压损小、动态响应快等特点。同时,提出可利用空腔流激振荡进行能量收集,为测量过程中的信号测量、数据处理、数据传输等供电。

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。

汽车前侧窗表面的压力激励是前侧窗区域非定常流动和气动噪声的重要体现指标.这一区域复杂的非定常流动产生更大尺度范围的涡结构,从而导致前侧窗表面复杂的非定常压力激励.本文通过基于声学扰动量方程组(APE)的混合计算气动声学(CAA)方法分别获得汽车前侧窗表面的湍流压力激励和声学压力激励.引入动力学模态分解(DMD)对前侧窗表面的压力激励进行分析,指出湍流压力激励基于频率的区域分布特征和声学压力激励辐射声场特征.讨论了湍流压力激励、声学压力激励以及不同的激励源对车内噪声的相对贡献量.DMD识别的前侧窗表面主要的湍流压力激励是由后视镜尾迹的脱落涡产生的,其特征频率为59 Hz,与试验测量结果一致,验证了湍流压力激励计算结果的有效性.通过对比前侧窗区域空间截面上相同频率的湍流压力和声学压力的DMD模态,识别出前侧窗区...

声学风洞开口实验段的剪切层形态对气动噪声测量及声源定位有重要影响。以平行剪切层和扩张剪切层为对象研究了剪切层的厚度、扩张角、强度等因素对声波穿过剪切层传播规律以及声源定位的影响。剪切层的流场采用自相似的速度分布来构造，声传播模拟采用带源项的线化欧拉方程，声源定位使用基于Amiet理论的波束成形技术。研究结果表明:采用高精度的数值方法可以很好模拟声波穿过剪切层产生的折射、反射等现象;剪切层厚度、扩张角和强度等的变化对使用简化对流波动方程预测的垂直入射区影响较小，对上/下游区域影响较大，这主要体现在剪切层的存在改变了声传播的相位;剪切层厚度、扩张角和强度的增加，造成声波穿过有/无厚度剪切层的声场差别增大、基于Amiet理论定位的声源相对实际声源的位置偏移量增大。

汽车高速行驶的过程中,车速超过100 km/h时,车外气动噪声对车内噪声贡献起主要作用,控制外造型噪声源便显得非常重要。运用基于统计能量法的声学仿真软件PowerACOUSTICS对车外造型声源传播至车内驾驶员外耳处的声场进行计算。仿真结果与试验吻合较好,验证了该方法的可行性。使用该方法对某SUV的A柱原状态和压条2种方案进行仿真计算,得到A柱压条对流经A柱的气流有梳理作用,减弱了气流分离,降低了由A柱产生的外造型声源,改善了车内声场的分布,减小了车内驾乘人员双耳处的响应,提高了SUV的声品质。该方法在车型研发过程中对A柱的优化控制提供技术支持。

自然界中的昆虫和鸟类大都采用拍翼飞行的策略,其优越的气动表现使拍动飞行方式备受关注.值得注意的是,拍动飞行昆虫和鸟类在实现高机动性的同时,产生的噪音并不十分显著.因此,对拍翼飞行的流固声耦合问题进行研究,揭示其飞行动力学和声学特性,对于应用这类飞行技术具有重要的指导意义.文章采用一种浸入边界法对拍翼悬停时的流固声耦合问题进行数值模拟研究.具体针对刚性拍翼和不同刚度、质量比的柔性拍翼进行了数值模拟,分析了拍翼刚度和质量比对拍翼悬停时的升力和声学特性的影响.结果表明拍翼的转动能有效增加升力,提高效率并降低拍翼运动产生的声音;同时悬停拍翼的近场声受涡的影响明显,尤其是在较大的转动角度时;引入适当的弹性可有效提高拍翼在悬停时的气动表现,包括提高升力系数和效率;综合考虑气动和声学表现,可以看出...

FW-H积分中的四极子声源项常在远场噪声的计算中引起虚假声源问题。这类虚假声源是由于计算四极子声源的积分域不能包含全部声源区域,Lighthill应力张量穿过四极子声源的积分域边界引起的。本文在频域方法的框架下改进了四极子声源项的修正模型,用于修正Lighthill应力张量穿过积分域边界引起的误差。该模型基于泰勒冻结流假设,利用关联函数计算Lighthill应力张量的对流速度。与常用的均匀来流对流速度相比,本文提出的模型考虑了对流速度的空间非均匀性,改善了非均匀流动区域FW-H积分面对远场噪声的影响。二维对流涡和圆柱绕流的远场噪声验证了本文模型的有效性。