非均衡湍流边界层脉动压力测试研究

通过建立非均衡湍流边界层脉动压力测试技术及可提供较高测试信噪比的低噪声风洞试验装置,采用表面贴装式硅微传声器线列阵,测量获得了不同压力梯度模型的湍流边界层脉动压力特性,压力梯度模型表面湍流边界层脉动压力低频平台区幅值增加3-5 dB;回归得到了非均衡湍流边界层流脉动压力频谱与Strauhal数及Re数和压力梯度相关的拟合模型,具有一定的适用性;压力梯度对湍流边界层脉动压力频率—波数谱的影响主要集中在300 Hz以下的低频段,传输波数附近峰脊区谱级增加3-5 dB。     

湍流边界层脉动压力对声强测量的影响研究

实际声强测量时常常存在风流或水流,如在飞机或船舶上进行测量,声强探头将受到湍流边界层脉动压力的影响。如何评估该影响以及如何修正测量结果是人们十分关心的工程实用问题。该文首先简要介绍了建立的由湍流边界层脉动压力诱发声强的理论模型。接着利用现有的湍流边界层脉动压力频率-波数谱模型,对湍流边界层脉动压力及其诱发的声强进行了数值分析。为了验证理论模型及数值结果,设计制作了一套实验装置,对湍流边界层脉动压力及其产生的声强进行了具体测量分析。结果表明,湍流边界层脉动压力的测量结果与数值结果吻合良好,测量得到的边界层脉动压力诱发的声强特性与计算结果也十分一致,但必须注意对测量传感器的空间响应进行修正。     

双体船湍流脉动压力激励水下辐射噪声预报研究

利用大涡模拟技术,对某双体船模型及实船进行湍流脉动压力的数值模拟,并将计算结果作为输入,采用声学有限元法对双体船实船水动力噪声进行了预报。数值模拟结果表明计算与试验数据吻合良好,能够有效地模拟双体船航行时船体周围的湍流脉动压力分布。此外,以湍流脉动压力为输入,通过声学有限元法得到的双体船水下辐射噪声在高频段与以往的统计能量法趋于一致,而在低频段的结果高于统计能量法,可以更加合理地预报双体船的水动力噪声。     

船用离心泵压力脉动与振动信号的相干分析研究

非定常流动是引起泵振动的主要因素之一,为了明确压力脉动与振动之间的关联关系,搭建了闭式实验系统,对一台船用离心泵进行压力脉动和振动的同步测量。基于快速傅里叶变换获得了各监测点压力脉动、基脚振动信号的频谱特性及功率谱特性;通过计算压力脉动信号与振动信号的相干函数,并通过比较不同测点的相干系数大小,分析了压力脉动对振动的贡献。结果表明,压力脉动与振动均在轴频、叶频及其高次谐波等离散频率下能量突出;不同频率下各测点的压力脉动对泵振动的影响存在差异,其中进口压力脉动在600-700Hz及900-1000Hz频段对振动影响最大;隔舌压力脉动在0-600Hz及700-900Hz频段对振动影响最大;出口压力脉动在轴频的高次谐波等个别频率处对振动有一定影响。相干分析可作为建立压力脉动与振动信号之间关联关系的一种有效手段,由此为进一步离心泵内部流场改善及减振提供参考。     

压力梯度对湍流边界层壁面脉动压力影响的数值模拟分析

通过对非平衡态湍流边界层壁面脉动压力的数值模拟研究,建立有压力梯度下的湍流边界层壁面脉动压力数值模拟方法。通过对不同厚度分布的翼型表面的湍流边界层模拟,获得不同压力梯度模型的壁面脉动压力特征。采用湍流边界层参数对脉动压力频谱进行归一化处理,其频谱特征与试验结果吻合较好。对湍流壁面脉动压力的频率-波数谱进行分析,获得了显著的湍流传输特征。随着不同模型压力梯度的增加,在波数峰脊附近的谱级增加幅值为3 dB。此数值模拟方法可为复杂工况下的湍流边界层壁面脉动压力的数值研究提供技术支撑。     

湍流脉动压力下椭球声呐腔水动力自噪声分析

运用统计能量法建立水下椭球壳形状的声呐腔模型。利用计算流体动力学软件计算不同航速下声呐罩表面湍流边界层的分离点,考虑了湍流脉动压力空间分布的不均匀性。分析航速以及不同吸声和阻尼处理方案对声呐腔水动力自噪声的影响。理论评估吸声处理的结果和数值计算的结果比较吻合。研究表明：航速越大,自噪声越大;透声窗面积所占总表面积的比例越小,吸声和阻尼处理的降噪效果越明显;吸声和阻尼处理在中高频段降噪效果更好。研究结果为水下声呐腔水动力自噪声预报和控制提供了参考。     

湍流边界层脉动压力波数—频率谱模型对比研究

湍流边界层噪声是舰船主要水动力噪声之一。湍流边界层噪声预报须选用适当的脉动压力波数—频率谱模型。引入6种常用的脉动压力波数-频率谱模型,在波数域和频域内进行对比;运用这些模型对槽道流边界层脉动压力自功率谱进行预报,并引入试验结果进行对比,为工程应用中选择适当的脉动压力波数—频率谱模型提供依据：Corcos模型物理意义明确,但预报精度稍差;Chase模型表达式复杂,经验性更强,物理意义不明晰,预报精度较高。     

管路消振器降低管路振动与脉动压力

提出了一种既能减小管路振动又能衰减流体压力脉动的管路消振器结构。该结构将流体消振器扩张室设计成弹性壁，随着流体脉动压力的变化，使扩张室的体积发生变化，以降低不可压缩流体脉动压力。理论计算和试验验证表明，该弹性壁结构对降低管路流体脉动压力和振动是可行的。在80Hz以内理论计算值与试验值较为一致。从实际配机试验结果看，该结构对管路流体脉动压力以及管路机械振动有相当明显的衰减效果。     

螺旋浆脉动压力实船测试研究进展

本文对六七十年代以来国内外螺旋浆脉动压力实船测试的研究作了一个简要的回顾。内容涉及到历年来螺旋浆脉动压力的实船测试和空泡观察,实船测试的要求和方法,并对今后螺旋浆脉动压力实船测试研究的发展方向提出了一些看法。     

水管路消声器声阻抗测试技术研究

文章简要介绍了水管路消声器声阻抗的测试方法,对两端不对称的管路元件—水消声器的四个声阻抗参数进行了测试研究。试验结果显示符合声阻抗变化规律,验证了传递声阻抗的互易性。表明管路元件声阻抗测试方法与试验装置可应用于消声器的声阻抗测试。     

船舶机舱内高频弱声源近场声全息方法

针对船舶机舱内机械噪声大,高压流体泄漏不易被察觉的问题,提出一种高频弱声源近场声全息方法。该方法运用经验模态分解法,经过计算使各阵元时域采样信号乘上权值,再利用结合压缩感知技术的平面等效源近场声全息方法重构近场平面声压分布。仿真实验表明,该方法性能可靠且具有较强的抗噪能力,可作为船舶机舱内低信噪比条件下的高频弱声源近场声全息方法的一种有效补充。     

锥管中流动工作介质的声传递特性研究

锥管是船舶管路系统中的典型管件,对其声传递特性的研究是管路系统声学设计和分析的组成内容之一。文章考虑锥管截面积沿长度变化对平均流速的影响,推导了锥管的声传递矩阵;以无反射终端为条件,获得管路元件传递损失的理论公式。通过算例说明了流动马赫数和锥角大小对锥管声传递特性的影响。     

管路柔性元件声阻抗测试方法研究

从一维声传播理论出发推导了管路元件的输入和传递声阻抗测量的基本方程,获得了声阻抗数据处理的公式,利用该理论对具有解析解的金属圆柱管段进行了声阻抗测量,验证了测量方法的正确性.     

气核密度分布的声学测量技术研究

文章从气泡流中的气泡密度分布与复声速之间的关系式出发,推导得到气泡的密度分布与声速系数以及声衰减系数的方程组.文中建立的声学测核技术采用带约束条件的最小化方法求解该方程组,得到气泡的密度分布.此外,设计和建立了一套完整的设备用于气核的声学测量,并基于LabVIEW图形化开发平台开发了一套气核声学测量软件.最后,应用图象显微方法测量了气核密度分布并与声学测核方法得到的结果进行比较,表明两种方法得到的气泡分布曲线吻合较好.     

船用板材自由场声学测量试验方法

为了有效评估大样品船用板材水下声学性能,在室内消声水池中模拟开展了钢板试件验证性试验,给出了船用板材水下声学性能测量方法,通过与理论公式结果进行比较,确定了误差的范围,验证了方法的有效性,并结合不确定度分析对试验结果进行分析。将该方法应用到船用板材透声性能的测量中,具有一定工程意义。     

凝水泵出口压力波动问题机理研究

针对某凝给水系统部分工况下出现的凝水泵出口压力波动问题开展相关研究工作,通过调研系统实际运行参数,采用数值仿真和理论计算进行分析,推导系统汽蚀余量特性方程,获取系统参数对凝水泵运行情况边界条件的影响,进而获取导致凝水泵出口压力波动的原因,并提出相应的控制措施。     

基于Fluent的输液管路压力波动仿真

流体压力波动是管道系统产生异常振动与噪声的主要根源之一。为了研究输液管道不同工况下的压力波动特性,利用计算流体动力学软件Fluent,对其内部流场进行三维非定常数值模拟,并分析在不同转速和背压工况下管路不同位置的压力波动特性。通过数值分析发现:管内流体的压力波动主要是由泵的周期性吸排作用引起,而且随着输液泵转速的增加而增加;管道不同位置的压力波动大小不同,在弯管密集处压力波动相对较大。最后利用实验验证了仿真模型的有效性。本文对于管路设计和振动治理有一定指导作用。     

考虑边界声阻抗的声场分离算法

在非自由声场环境下近场声全息技术的应用需要配合声场分离算法,而现有的处理反射声场的分离算法大部分研究的是理想化的边界条件,对于阻抗反射边界的研究较少.为弥补这一不足,提出一种考虑反射边界声阻抗的声场分离算法.该算法先利用系列球面谐波基函数的叠加来描述目标声源的直达声场,再结合镜像法并考虑反射边界声阻抗来描述镜像声源的反...     

舰船辐射声场及声源特性测量方法研究综述

舰船辐射声场及声源特性测量是船舶声学研究的主要方向。文章梳理了舰船模型和实船声学测量的基本问题,重点综述了频响逆矩阵法、无限与有限空间波束形成、无界近场声全息、有界空间近场声全息和远场声全息、声强和声矢量及时反声聚焦等测量方法的发展脉络和取得的进展。