飞机环控系统蝶形阀气动噪声特性及影响因素

为研究飞机环控系统管路蝶形阀气动噪声特性及影响因素,采用CFD软件与专业声学分析软件进行联合仿真,对气体流经阀门时的流场进行瞬态分析,将所得流场数据导入专业声学软件LMS Virtual.Lab,生成气动噪声声源,并建立气动噪声模型。分析结果表明:气体流过蝶形阀后产生较强烈的涡流扰动,导致管路和阀门壁面产生脉动压力,从而辐射气动噪声;蝶形阀气动噪声声压级频谱较宽,无明显主频率;阀门开度和气体流速会显著影响气动噪声声压级,在系统设计中应避免阀门长时间在低开度下工作。     

船用离心风机流动诱发噪声定量研究

对于进出口管道开口的大型船用离心风机,其内部非定常流动诱发的噪声是气动噪声和振动噪声的耦合且噪声以基频为主。本文通过数值计算方法定量研究了风机最高效率点(BEP)的基频噪声辐射,包含叶轮气动噪声、壳体气动噪声和壳体振动噪声。基于声学有限元方法,利用FW-H方程耦合URANS流场计算结果数值计算了离心风机的噪声辐射;以流动诱发壳体振动的压力脉动为噪声激励源,基于声学有限元方法,计算了壳体振动噪声辐射。结果表明,壳体基频气动噪声是风机噪声的主要贡献量(87 dB),其次是叶轮基频气动噪声(71dB),壳体基频振动噪声最小(57 dB)。噪声叠加使总噪声辐射增加了0.9 dB,但是声场的指向性没有发生变化。     

大型船用轴流风机流场数值仿真及其气动噪声源特性研究

基于Realizable k-e双方程湍流模型,利用CFD软件建立了某型船用轴流风机内部流场的仿真模型,分析了转速1460rpm时,不同工况下轴流风机出口压力和效率随流量的变化关系,深入研究了叶轮区域的气体流动的压力和速度的分布、形成过程及相互关系。分析发现,在叶片叶顶区域,由叶顶间隙涡形成的叶顶间隙噪声是该轴流风机的主要气动噪声源;湍流强度与声功率级具有较为一致的分布趋势,湍流强度是影响噪声分布的重要因素。研究结果对分析大型船用轴流风机气动噪声产生机理具有参考价值,并为降低其噪声提供依据。     

基于混合法的船用离心风机气动噪声数值预报

针对船用离心风机气动噪声源复杂,不易被快速、准确地进行噪声预报的问题,对某型船用离心风机采用混合法进行风机流场特性分析和其气动噪声源预报,建立气动噪声预报方法。对比试验与仿真结果,在100～5 000 Hz频域内两者相差3 dB,说明该方法具有可行性。     

基于H_∞和μ综合的防空导弹鲁棒控制器设计

防空导弹飞行环境复杂,气动参数变化剧烈,使得被控模型存在有界干扰和不确定性参数大范围摄动;以俯仰通道为例,建模分析测量噪声和执行机构的不确定性,分别应用H∞和μ综合方法进行鲁棒控制器分析设计,仿真验证了鲁棒控制良好的动态性能和鲁棒性能。     

离心通风机压力脉动形成机理及典型位置脉动特性分析

非定常激励是离心风机内部振动噪声的主要气动因素,压力脉动是反映通风机内部流动非定常激励特性的标志性参数,本文对某型离心风机内部流场进行非定常仿真计算,通过内部流动分离、压力变化、压力分布等情况,探索分析了压力脉动的产生机理;在此基础上,通过近蜗舌区域压力脉动量值分析,获得了离心风机内部典型位置压力脉动沿轴向分布特性和频率特性,为离心风机流体激励的改善及减振降噪提供参考。     

基于MATLAB仿真的气动肌肉静态特性研究

本文主要通过理论分析、MATLAB仿真,对气动肌肉的静态特性及柔性夹持特性进行了研究。建立气动肌肉考虑橡胶弹性力和摩擦力的数学模型,并且使用MATLAB仿真,包括初始值模块、理想数学模型模块、弹性力模块、摩擦力仿真模块。通过MATLAB仿真数据验证气动肌肉充气过程中橡胶套筒弹性力以及橡胶套筒与编制网之间摩擦力对气动肌肉输出力的影响。     

管路低噪声排水装置设计及试验研究

管路噪声是舰艇低频噪声的重要来源之一,严重影响舰艇的声隐身性能。针对舰艇中典型的离心泵组,设计蓄能器和亥姆赫兹消声器相结合的低噪声排水装置。通过AMESim软件建立仿真模型,并搭建实验平台进行验证。仿真和实验结果均表明,低噪声排水装置可以有效衰减离心泵出口管道中的压力脉动,从而降低流体噪声和管路振动。     

舰船辐射噪声建模及仿真模拟器的实现

舰船辐射噪声的仿真模拟是测试被动声呐系统及声诱饵的关键技术.本文通过对舰船辐射噪声信号的声学特性分析,对其线谱、连续谱和调制包络进行了建模与仿真,模拟生成了辐射噪声信号,并研制了基于DSP硬件系统的舰船辐射噪声模拟器.根据噪声的连续谱特性,提出了一种用FIR滤波器实现宽带噪声信号模拟的方法,建立了辐射噪声的仿真模型.通过对模拟器输出信号进行功率谱分析,表明该模拟器能很好的反映舰船辐射噪声信号的基本声学特性.     

浅海舰船噪声声强流的方向性

锚泊舰船作为近场平台时,所搭载的声压阵受其影响较大,无法正常工作。为研究其原因,采用矢量水听器阵探明近场锚泊舰船的噪声形成机制。基于简正波的矢量场理论,采用多个点声源声能流的相互作用对近场舰船噪声进行建模,得到了不同接收点处声能流的水平方向性。仿真结果与海上试验结果均表明,同一接收点处声能流在水平面上的方向均随频率变化,不同接收点处声能流随频率变化情况不同。说明舰船锚泊时的噪声主要由海浪拍打船舷产生,所建立的噪声模型的仿真与海上试验结果趋势一致。2个接收点水平相距2.25 m时,所反映的近场舰船水平方向性不同,这是近场舰船干扰下使用声压阵波束形成方法对远场目标进行DOA估计时的性能大幅降低的主要原因。     

非线性信号检测在舰船目标识别中的应用

在对非线性舰船辐射噪声产生机理和其噪声谱组成分析的基础上,研究利用高阶谱分析方法检测舰船辐射噪声。首先分析舰船辐射噪声的噪声谱中的组成成分和特性,对不同噪声源与舰船噪声谱成分间关系特点进行研究,并建立舰船辐射噪声的仿真模型。然后,研究高阶谱理论及其在提取非线性信号特征时的应用;最后,通过对仿真生成的2种舰船辐射噪声应用本文算法实现检测与分类,结果证明该方法可行。     

船用排气消音器声学及气动性能研究

船舶柴油机排气噪声是舰船空气噪声辐射源之一,高噪声对工作人员安全有很大影响,为此,在柴油机装船时,必须对柴油机的排气噪声给予控制.以船舶对柴油机排气空气噪声控制为出发点,对排气消音器进行了工艺设计,并对所设计的排气消音器进行了声学和气动性能仿真计算.研究结果表明,排气消音器消声设计达到舰船规定的噪声允许标准,满足装船需求.     

离心通风机压力脉动形成原因及典型位置的脉动特性

对某型离心风机内部流场进行非定常仿真计算,对内部流动分离、压力变化和压力分布等进行分析,探索压力脉动的产生原因。在此基础上,近蜗舌区域压力脉动量值分析,获得离心风机内部典型位置的压力脉动沿轴向分布特性和频率特性,为离心通风机气动激励的改善及减振降噪提供参考。     

三维视觉识别下推进器模糊故障图像清晰化仿真研究

现有推进器生成图像时采用的传统算法存在噪声辨识度低、图像噪声边缘计算精度差的问题。导致生成的故障图像模糊,无法精准对其分析。针对此种问题,提出三维视觉识别下推进器模糊故障图像清晰化仿真研究。首先,通过展开三维视觉高斯差算法对图像噪声粒子进行差分计算,明确有效图像轮廓;其次,引入噪声循环分解算法,对确定的噪声轮廓内噪声点进行弱化计算,提升有效图像锐度,视线清晰图像的效果。最后,通过仿真实验对提出的设计方法进行对比性数据验证,证明提出的三维视觉识别下推进器模糊故障图像清晰化仿真方法能够有效解决推进器故障图像模糊的问题。     

鱼雷海水管路的流体力学分析

管路系统的辐射噪声在军事上已成为衡量现代鱼雷总体先进程度的重要标志之一。针对鱼雷海水管路脉动压力大、引发辐射噪声显著的特点,本文利用流体力学(CFD)软件进行分析,得出流体速度与管壁压力随入口流量的变化规律,总结了引起脉动压力变化的原因。理论分析和仿真实验结果表明:管路设计中应避免使用弯管,减小压力脉动。     

RTA48-T型主机气动操纵系统仿真及应用

主机气动操纵系统的主要功能是完成主机的起动、换向和调速。因其包含的气动元器件多,逻辑关系复杂,一旦发生故障,难于判断,因此加强船员对气动操纵系统方面的训练和培训是轮机管理中的一项重点和难点内容。在现有轮机仿真训练系统中,主机气动操纵系统仿真模型为MAN公司的 MC型气动操纵系统,为了扩展现有轮机仿真系统的训练功能,满足不同机型气动操纵系统的训练要求,本文采用逻辑建模方法,同时又考虑到部件的延时特性,建立了瓦锡兰公司的RTA48-T型主机气动操纵系统仿真模型;利用VC++编程软件完成了模型计算;开发了主机气动操纵系统的二维可视化仿真界面;仿真结果表明,模型可以对常见故障进行仿真并与实际现象相吻合。二维界面既能展现实际系统的逻辑关系,又能对延时过程实现可视化动态展示,更好地满足了教学与培训的使用要求。     

舰船低频噪声声场分布的有限元仿真研究

舰船的低频噪声主要来源于机械噪声和螺旋桨噪声,噪声会大大降低舰船和螺旋桨的隐蔽特性,降低作战能力,因此,有必要针对舰船和潜艇的低频噪声声场进行研究与分析,实现降噪、抑制噪声的目的。本文在进行舰船低频噪声声场仿真分析时,采用应用范围非常广的Sysnoise软件,通过建立舰船噪声声场的有限元模型、边界条件、声场特征参数等,完成舰船低频噪声的仿真。     

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。     

基于子域赋值法的邮轮典型阳台气动噪声预报

风致气动噪声作为邮轮阳台区域的主要噪声源，极大地影响着乘坐舒适性。现有计算水平难以对邮轮全船的风致气动噪声进行预报，且因邮轮阳台区域前方遮蔽物较多，局部流场计算时的边界条件也很复杂。基于子域赋值法，对邮轮局部阳台区域进行气动噪声预报的可行性研究。以有棱柱遮挡的圆柱为研究对象，以全场流场预报得到的流场以及声场结果为基准，评估了在遮蔽复杂环境下采用子域赋值法进行局部流场以及气动噪声预报的准确性。采用该方法对邮轮正向20 m/s迎风时中部典型阳台区域的气动噪声进行预报，得到该阳台区域的气动声压分布情况。结果表明，在该阳台区域人站立高度处，噪声峰值约为63 dB(A)，峰值频率为1 250 Hz，因此需对相应的阳台房进行隔声处理。     

船舱空气噪声的研究与控制

船舶各个舱室中集成了众多的电气化设备,这些设备在狭小的空间中不可避免会发生共振,造成严重的空气噪声干扰,这给船员的身心健康造成了不良影响,同时也不利于舰船的航行安全。为了降低船舱空气噪声的干扰,本文主要对空气噪声生成的原理进行阐述,并通过一定的控制算法,实现了对船舶空气噪声的有效控制,以降低噪声,隔绝干扰。由于船舶空气噪声的来源非常复杂,频段覆盖范围也较广,因此必须采用滤波算法,对各个频段的空气噪声进行有效的估计,提高噪声模式的识别效率。通过仿真计算和噪声优化,整个船舱的空气噪声水平获得显著的降低。