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气动声学计算中一种声扰动方程的改进 被引量:2
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作者 司海青 王兵 《航空计算技术》 2012年第5期1-3,8,共4页
研究了气动声学计算中的一种改进声扰动方程(IAPE)。采用三种不同的声传播模型,数值分析了声在均匀流以及剪切流中的传播问题。与线化欧拉方程(LEE)相比,除了个别位置预测的压力峰值较小以外,声扰动方程(APE)几乎能够预测到类似的物理特... 研究了气动声学计算中的一种改进声扰动方程(IAPE)。采用三种不同的声传播模型,数值分析了声在均匀流以及剪切流中的传播问题。与线化欧拉方程(LEE)相比,除了个别位置预测的压力峰值较小以外,声扰动方程(APE)几乎能够预测到类似的物理特性;另外,APE方程具有无需求解密度方程,计算成本相对较少等优点。为弥补APE方程预测压力峰值较小的缺点,通过分析APE方程,这类方程中需要加入剪切流与声波相互作用的源项。为此,对APE方程进行改进,加入了一种声源项,计算结果表明,改进的APE方程(IAPE)能够和线化欧拉方程的计算结果保持一致。 展开更多
关键词 线化欧拉方程 声扰动方程 改进的声扰动方程 单极子源 计算气动
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基于声扰动方程的气动噪声传播积分计算方法 被引量:1
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作者 郑雯斯 王芳 《航空科学技术》 2023年第12期30-36,共7页
传统声比拟思想假设声传播介质均匀,所获得的远场噪声积分方法无法考虑近场流动非均匀性引起的声折射效应,声场预测结果往往存在较大的数值误差。为解决上述问题,本文采用声扰动方程描述声波运动,并利用声学互易原理,在频域内构建关联... 传统声比拟思想假设声传播介质均匀,所获得的远场噪声积分方法无法考虑近场流动非均匀性引起的声折射效应,声场预测结果往往存在较大的数值误差。为解决上述问题,本文采用声扰动方程描述声波运动,并利用声学互易原理,在频域内构建关联近场声源与远场声压的伴随格林函数,从而将非均匀介质折射效应纳入伴随格林函数。基于伴随格林函数和声扰动方程源项的数值结果,利用积分方程计算气动噪声的空间传播。结合上述方法对二维圆柱和NACA0012翼型绕流噪声开展了数值预测研究,远场声压预测结果与CFD直接计算值吻合。数值研究表明,本文提出的基于声扰动方程的气动噪声传播积分计算方法可以考虑非均匀介质对声传播的影响,能够提高气动噪声的预测精度。 展开更多
关键词 声扰动方程 伴随格林函数 气动噪 折射
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基于声扰动方程的矩形柱绕流噪声数值模拟 被引量:2
3
作者 赵成 张涛 侯国祥 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期103-108,共6页
为了研究低雷诺数下钝体绕流噪声,提出一种混合声学预报方法.采用声扰动方程(APEs)结合浸入边界算法(IBM)对矩形柱绕流噪声进行模拟研究.首先通过方柱绕流模型对混合方法和边界条件进行验证,然后讨论不同迎角下方柱的流噪声特性及0°... 为了研究低雷诺数下钝体绕流噪声,提出一种混合声学预报方法.采用声扰动方程(APEs)结合浸入边界算法(IBM)对矩形柱绕流噪声进行模拟研究.首先通过方柱绕流模型对混合方法和边界条件进行验证,然后讨论不同迎角下方柱的流噪声特性及0°迎角下矩形柱长宽比对声场的影响规律.结果表明:方柱绕流仿真结果与文献计算值符合较好,说明本文方法有效;随着迎角增加,声压级和声传播角相应变化,30°迎角下声压级较大;矩形柱的辐射噪声低于方柱辐射噪声,并随着长宽比增大逐渐减小,主要是因为尾流区形成卡门涡街的位置向下游移动,降低了尾涡强度和升力变化;矩形柱尾涡脱落和升力变化是主要的噪声源. 展开更多
关键词 计算 矩形柱绕流 迎角 声扰动方程 长宽比
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400 km/h高速列车受电弓气动噪声分析
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作者 孙舒 张文敏 贾尚帅 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期91-98,共8页
为明确高速列车受电弓系统气动噪声特性及其与流场的关系,建立了受电弓全尺寸模型和缩比子域模型,采用大涡模拟、声扰动方程和FW–H方程预测400 km/h升弓状态下的流场和声场,并基于FW–H方程反演声源分布,基于降阶模型分析底座湍流压力... 为明确高速列车受电弓系统气动噪声特性及其与流场的关系,建立了受电弓全尺寸模型和缩比子域模型,采用大涡模拟、声扰动方程和FW–H方程预测400 km/h升弓状态下的流场和声场,并基于FW–H方程反演声源分布,基于降阶模型分析底座湍流压力和声压能量分布。研究表明:当来流速度为400 km/h时,以受电弓整体作为声源,远场噪声标准测点的总声压级可达88.1 dB(A),在283、576 Hz附近存在明显峰值,峰值频率对应的斯特劳哈尔数Sr(特征长度取受电弓方杆当量直径41 mm)分别为0.10和0.21;底座湍流压力和声压的前2阶模态能量占比分别为4.5%和3.3%、40.9%和14.0%,且分布呈一定对称性;对于底座,在300 Hz以下频段,全尺寸模型的压力级高于缩比模型,在1 kHz以下频段,全尺寸模型的声压级高于缩比模型;在全频段内,基于全尺寸模型得到的远场测点声压级都高于缩比模型。 展开更多
关键词 高速列车 受电弓 气动噪 大涡模拟 声扰动方程 400 km/h
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基于FE-SEA模型的整车气动噪声分析
5
作者 张延杰 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第3期183-189,共7页
以某款SUV车型为研究对象,将采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和声扰动方程(Acoustic Perturbation Equations,APE)获取的侧窗表面脉动压力作为激励,基于混合有限元-统计能量分析法(Finite Element-Statistical Ener... 以某款SUV车型为研究对象,将采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和声扰动方程(Acoustic Perturbation Equations,APE)获取的侧窗表面脉动压力作为激励,基于混合有限元-统计能量分析法(Finite Element-Statistical Energy Analysis,FE-SEA)提出一种全新的整车中频段气动噪声预测模型,通过阻抗管吸声系数试验逆推得到声学包材料参数,结合传递损失试验和基于声功率的降噪水平试验(Power Based Noise Reduction,PBNR)对整车混合模型进行调校对标,保证噪声传递路径的准确性。基于该模型,加载外流场对流和声学激励进行中频段气动噪声仿真,并将分析结果与气动噪声试验进行对比,验证该方法的可靠性。研究表明,在车型开发概念设计阶段采用基于声扰动方程与混合有限元-统计能量分析相结合的方法能有效精确预测气动噪声,为后续整车气动噪声性能的优化提升做铺垫。 展开更多
关键词 气动噪 声扰动方程 有限元-统计能量分析法 中频噪
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高速列车头型近场与远场噪声预测 被引量:13
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作者 高阳 李启良 +2 位作者 陈羽 王毅刚 钱堃 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期124-129,共6页
建立了某头型的1∶8缩比三车编组气动噪声仿真模型,采用大涡模拟获得车身湍流脉动压力,基于FW-H方程和声扰动方程分别获得远场噪声和近场噪声,从而建立一整套头型气动噪声预测方法.远场测点总声压级的仿真结果与风洞试验结果相差小于2.0... 建立了某头型的1∶8缩比三车编组气动噪声仿真模型,采用大涡模拟获得车身湍流脉动压力,基于FW-H方程和声扰动方程分别获得远场噪声和近场噪声,从而建立一整套头型气动噪声预测方法.远场测点总声压级的仿真结果与风洞试验结果相差小于2.0dB(A),频谱变化趋势相同,量级相差较小,表明基于FW-H方程得到远场噪声的可行性.基于声扰动方程能够获得头型关键部位的总声压级,通过对比量级发现,转向架部位总声压级量级远大于其他部位,这与传声器阵列识别结果相吻合,从而验证了声扰动方程获得近场噪声结果.对比头型各部位湍流脉动总压力级和总声压级发现,转向架和排障器量级大于车窗、鼻锥和车体;与湍流脉动总压力级相比,总声压级分布更为均匀,量级更小. 展开更多
关键词 高速列车 头型 气动噪 FW-H方程 声扰动方程
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基于主动射流的汽车后视镜区域气动噪声控制 被引量:7
7
作者 李启良 杜文海 +1 位作者 王毅刚 杨志刚 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1195-1200,共6页
使用大涡模拟和声扰动方程求解后视镜区域气动噪声的非定常流场和声场.通过比较前侧窗19个测点能量平均总压力级的仿真和试验结果发现,两者仅相差2.3 dB(A),它们频谱变化趋势相同,量值差异较小.在此基础上,建立了主动射流模型,并改变射... 使用大涡模拟和声扰动方程求解后视镜区域气动噪声的非定常流场和声场.通过比较前侧窗19个测点能量平均总压力级的仿真和试验结果发现,两者仅相差2.3 dB(A),它们频谱变化趋势相同,量值差异较小.在此基础上,建立了主动射流模型,并改变射流位置、方向和速度等参数,采用子域仿真方法得到最优射流方案.将最优射流方案置于整车气动噪声仿真模型中,通过与原始模型对比发现,主动射流增大了后视镜尾部的时均压力,减小了压力梯度,降低了后视镜区域涡流强度,使整车气动阻力系数减少0.002,前侧窗网格节点能量平均的总声功率级降低1.8 dB(A),湍流脉动总功率级降低0.3 dB(A). 展开更多
关键词 主动射流 后视镜区域 气动噪控制 声扰动方程
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圆柱及切割圆柱低Mach数绕流气动声辐射
8
作者 蔡建程 余梦瑶 +2 位作者 陈超倩 夏文俊 鄂世举 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期978-988,共11页
以柱体绕流声辐射为研究对象,探讨低Mach数流动气动声定量预测方法。首先,理论分析Lighthill声类比理论与基于流体动力学压力对时间求导的扰动分离模型之间内在联系。其次,利用计算流体动力学对圆柱及其尾部切割后的亚临界流态绕流进行... 以柱体绕流声辐射为研究对象,探讨低Mach数流动气动声定量预测方法。首先,理论分析Lighthill声类比理论与基于流体动力学压力对时间求导的扰动分离模型之间内在联系。其次,利用计算流体动力学对圆柱及其尾部切割后的亚临界流态绕流进行二维数值求解,分析两种湍流模型的流场计算效果。最后,分别使用声类比理论FW-H方程及扰动分离模型进行柱体绕流气动声辐射定量预测,分析声指向性及频谱特性。数值结果表明声类比理论与扰动分离模型预测的声辐射频谱相似,但前者的幅值略高;圆柱尾部切割使尾流脉动增强,导致声辐射变大。 展开更多
关键词 类比 声扰动方程 低Mach数流动 柱体绕流
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全尺寸起落架的气动及声学特性分析 被引量:2
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作者 田斯源 余培汛 +3 位作者 白俊强 任晓峰 包安宇 韩啸 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期953-961,共9页
起落架气动噪声是机体噪声的一大重要来源,其噪声特性的研究分析对于低噪声起落架的设计具有重要作用。基于FL-52声学风洞实验测试技术和耦合尺度自适应模型/声扰动方程的高精度混合数值方法,针对某支线飞机全尺寸起落架模型,开展了气... 起落架气动噪声是机体噪声的一大重要来源,其噪声特性的研究分析对于低噪声起落架的设计具有重要作用。基于FL-52声学风洞实验测试技术和耦合尺度自适应模型/声扰动方程的高精度混合数值方法,针对某支线飞机全尺寸起落架模型,开展了气动噪声实验测试和数值预测结果对比分析。该起落架模型是一个高保真的详细模型,包含了横向支杆、扭力臂、活塞杆、机轮等部件。对比分析了起落架机轮壁面静压分布、脉动压力功率谱密度、气动噪声源分布、总声压级指向性等特征,并比较远场传感器和安装在机轮凹腔中局部传感器的测量与数值结果,以表征机轮凹腔纯音的方向性,了解它们对远场噪声的贡献。结果表明,所采用的气动噪声混合数值方法可准确量化起落架近/远场的气动噪声。起落架机轮内、外侧凹腔存在560 Hz和960 Hz频率的纯音,最大声压级峰值可达136 dB,且纯音可辐射到起落架机轮非分离区域的表面。而位于起落架机轮湍流区域的测点,其壁面压力频谱曲线呈宽频特征,未出现明显的纯音。从远场噪声指向性来说,起落架前传噪声总体趋势上大于后传噪声,并且在65°和110°位置存在较小的总声压级区域。当远场测点达到一定距离后,起落架远场噪声呈现宽频特征,并未出现明显的纯音。该研究结果也为起落架噪声预测和低噪声起落架设计提供了依据。 展开更多
关键词 全尺寸起落架 实验测试 声扰动方程 气动噪 宽频噪 纯音
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基于SNGR方法的二维增升装置噪声数值模拟
10
作者 周旺仪 白俊强 +1 位作者 余培汛 韩啸 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期183-188,共6页
在大型客机起飞着陆阶段,增升装置噪声成为主要的机体噪声。由于增升装置特殊的气动外形及其与空气相互作用所形成的复杂流场结构,致使其噪声难以预测。除了试验和理论计算方法,数值模拟方法成为研究气动噪声的重要手段。依据随机噪声... 在大型客机起飞着陆阶段,增升装置噪声成为主要的机体噪声。由于增升装置特殊的气动外形及其与空气相互作用所形成的复杂流场结构,致使其噪声难以预测。除了试验和理论计算方法,数值模拟方法成为研究气动噪声的重要手段。依据随机噪声生成与传播(SNGR)方法的思路,先求解RANS方程得到时均流场解;然后运用随机模型构造声源项;最后采用高精度、低色散的时空格式离散求解非定常声扰动方程。基于SNGR方法建立的声场预测程序对二维增升装置30P30N的声场传播过程进行了模拟,分析了监测点的声压级频谱特性,实现了对声场的快速预测,为二维増升装置的气动、噪声一体化设计奠定了基础。 展开更多
关键词 计算气动 声扰动方程 SNGR随机模型 色散关系保持 二维增升装置
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高速动车组气动噪声试验与仿真分析 被引量:8
11
作者 贾尚帅 张文敏 +1 位作者 韩铁礼 彭垒 《应用声学》 CSCD 北大核心 2021年第4期611-618,共8页
通过风洞试验对某高速动车组整车、受电弓及转向架远场气动噪声特性进行分析。试验结果表明,高速动车组远场气动噪声是一宽频噪声,总声能随速度的6.6次方增加;由受电弓引起的远场气动噪声主要集中在中高频,噪声峰值频率随速度变化线性增... 通过风洞试验对某高速动车组整车、受电弓及转向架远场气动噪声特性进行分析。试验结果表明,高速动车组远场气动噪声是一宽频噪声,总声能随速度的6.6次方增加;由受电弓引起的远场气动噪声主要集中在中高频,噪声峰值频率随速度变化线性增加;由转向架引起的远场气动噪声主要集中在中低频,噪声峰值频率与速度无关。在此基础上,通过大涡模拟和声扰动方程获得该高速动车组近场噪声。高速动车组远场噪声测点仿真结果与试验结果的最大差值2.2dB(A),最大相对误差2.5%,表明仿真模型的准确性。仿真结果表明,车头近场噪声以车头鼻尖为界,底部气动噪声能量大于上部流线型气动噪声能量,其中转向架舱位置噪声能量最大,因此进行车内外降噪方案设计时,应重点关注车头转向架舱位置。 展开更多
关键词 高速动车组 气动噪 风洞试验 FW-H方程 声扰动方程
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Envelope Solitons Perturbed by Stochastic Noise
12
作者 REN Xi-Mei ZENG Shang-You ZHAO De-Jiang TANG Yi 《Communications in Theoretical Physics》 SCIE CAS CSCD 2009年第11期897-900,共4页
We perform langevin dynamics simulation for envelope solitons in an FPU-β lattice,with the nearestneighborinteraction and quartic anharmonicity.We get the motion equations of our discrete system by adding noiseand da... We perform langevin dynamics simulation for envelope solitons in an FPU-β lattice,with the nearestneighborinteraction and quartic anharmonicity.We get the motion equations of our discrete system by adding noiseand damping to the set of deterministic motion equations.We define'half-time'as the time when the amplitude of theenvelope soliton decreases by half due to damping.And then the mass,center and half-time of the perturbed envelopesoliton are numerically simulated,beginning with the discrete envelope soliton at rest.Results show successfully hownoise affects behavior of the envelope soliton. 展开更多
关键词 envelope soliton noise DAMPING
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