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基于K-FWH声比拟方法的串列双圆柱气动噪声研究 被引量：9
1
作者 陈武 周毅 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2118-2128,共11页
为了研究串列双圆柱的气动噪声与大尺度涡脱落之间的关系,采用大涡模拟并结合K-FWH方程的方法进行研究。采用标准算例的实验结果对数值模拟方法进行了验证,证实了壁面自适应局部涡黏(WALE)大涡模拟模型结合基于K-FWH方程的声比拟方法能... 为了研究串列双圆柱的气动噪声与大尺度涡脱落之间的关系,采用大涡模拟并结合K-FWH方程的方法进行研究。采用标准算例的实验结果对数值模拟方法进行了验证,证实了壁面自适应局部涡黏(WALE)大涡模拟模型结合基于K-FWH方程的声比拟方法能够较好地预测不同频率下的噪声谱密度。数值模拟结果表明:上下游圆柱的涡脱落频率相同,大尺度涡呈现反相位脱落。上游圆柱表面平均阻力系数大于下游圆柱,而下游圆柱表面的压力脉动更为剧烈。双圆柱绕流的气动噪声来源主要为偶极子噪声(包括柱体表面瞬时压强及其时间导数),其中瞬时压强的时间导数是主要的声压组成部分。在此基础上,对某一观测点的瞬时声压及其分解项之间的物理关联进行了研究。观测点的瞬时声压主要由下游圆柱产生的声压主导。由于上游涡脱落对下游圆柱的涡脱落的影响,导致下游升力系数频谱及观测点总噪声频谱呈现次级峰的现象。此外,通过希尔伯特变换发现观测点的声压脉动值不受上下游旋涡脱落的相位差影响。研究结果能为后续降低双圆柱气动噪声的研究做出贡献,给工程降噪问题提供参考。 展开更多
关键词 串列双圆柱 气动噪声 大涡模拟 k-fwh方程 涡脱落
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潜艇流噪声相似律研究
2
作者 宋旸 明平剑 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期43-56,共14页
[目的]旨在探讨潜艇流噪声相似律,提升潜艇隐身性能的评估精度。[方法]采用不可压缩SIM-PLEC算法结合k-ε湍流模型对SUBOFF潜艇模型进行流场仿真,运用K-FWH模型计算流噪声,综合考虑附体、马赫数、雷诺数(模型尺度)及声学监测点半径等因... [目的]旨在探讨潜艇流噪声相似律,提升潜艇隐身性能的评估精度。[方法]采用不可压缩SIM-PLEC算法结合k-ε湍流模型对SUBOFF潜艇模型进行流场仿真,运用K-FWH模型计算流噪声,综合考虑附体、马赫数、雷诺数(模型尺度)及声学监测点半径等因素对潜艇流噪声相似特性的影响,总结流噪声相似律,并建立相应的表达式。[结果]研究发现,附体对相似律影响有限,潜艇流噪声频率遵循亥姆霍兹数相似律。在中低频段,声压级相似律与马赫数的六次方和模型尺度的二次方紧密相关;而在高频段,由于尺度效应的加剧,声压级相似律略有偏离。[结论]研究成果为潜艇流噪声的预测、评估及隐身设计提供了坚实的理论基础与技术支持,未来可进一步细化模型以提升预测精度。 展开更多
关键词 潜艇 声学噪声 流体动力噪声 噪声控制 尺度效应 相似律 声压级 非定常流场 SUBOFF SIMPLEC算法 k-fwh模型
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风力机近尾迹区域涡量变化规律及噪声的数值预测
3
作者 代元军 李保华 +1 位作者 石宁 孙玉新 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第8期41-44,共4页
采用大涡模拟(LES)和标准κ-ε模型求解风力机近尾迹区域的非定常流动,获得涡量场信息和声源项信息,采用快速傅里叶变换将源项的时域信息转换为频域信息,利用K-FWH声学模型预测其噪声特性。结果表明,风轮在旋转过程中,风力机风轮下游同... 采用大涡模拟(LES)和标准κ-ε模型求解风力机近尾迹区域的非定常流动,获得涡量场信息和声源项信息,采用快速傅里叶变换将源项的时域信息转换为频域信息,利用K-FWH声学模型预测其噪声特性。结果表明,风轮在旋转过程中,风力机风轮下游同一截面在不同尖速比下涡量分布规律是从计算截面中心沿半径增大的方向分别经过3个压力脉动变化强烈的区域,它们是计算圆心区域、中心涡区域、叶尖涡区域,计算点在上述3个区域都会出现涡量的峰值;在同一尖速比不同截面下,风轮近尾迹区域涡量的变化规律是沿着X轴正方向远离风轮旋转平面计算截面上的中心涡区域和叶尖涡区域的半径增大,不断向外迁移;计算截面的最大声压级的数值计算值和试验值吻合较好,证明了噪声计算模型的正确性。 展开更多
关键词 风力机 噪声 声压级 k-fwh方程
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高速列车受电弓气动噪声数值模拟 被引量：3
4
作者 韩斐 周毅 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第34期15103-15114,共12页
受电弓作为高速列车主要噪声源之一,是一个包含许多部件的复杂结构。为研究受电弓气动噪声的主要噪声源以及远场气动噪声特性,基于计算流体力学开源软件OpenFOAM,采用大涡模拟结合K-FWH方程的联合方法,探究受电弓在250、300、350 km/h... 受电弓作为高速列车主要噪声源之一,是一个包含许多部件的复杂结构。为研究受电弓气动噪声的主要噪声源以及远场气动噪声特性,基于计算流体力学开源软件OpenFOAM,采用大涡模拟结合K-FWH方程的联合方法,探究受电弓在250、300、350 km/h等不同速度下运行时的流场及气动噪声特性。通过模拟受电弓在不同速度以及不同开口状态下的运动,得到受电弓的频谱特性以及噪声源分布规律。结果表明,高速列车受电弓引发的远场气动噪声主要是低频和中频噪声,并且噪声频谱具有明显的主频。而远场噪声指向性方面,受电弓产生气动噪声具有偶极子特性,噪声主要向尾流斜上方传播。受电弓不同开口方向,所诱发的噪声声压级并不相同,闭口状态诱发的声压级更大。研究结果能为日后降低高速列车受电弓气动噪声的研究以及工程降噪问题提供理论参考。 展开更多
关键词 OPENFOAM 气动噪声 大涡模拟 k-fwh方程 受电弓
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风力机近尾迹叶尖区域气动噪声变化规律的数值研究 被引量：4
5
作者 代元军 李保华 +1 位作者 徐立军 任常在 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期336-341,共6页
在采用LES计算流场的基础上,提高时间分辨率,利用K-FWH方程所定义的声源积分面形成声波辐射特征,采集设计来流风速最佳攻角状态下叶轮尾迹流场的声场数据。重点研究风轮叶尖尾迹区域高幅值的频率噪声及其谐波分布和传播以及不同区域噪... 在采用LES计算流场的基础上,提高时间分辨率,利用K-FWH方程所定义的声源积分面形成声波辐射特征,采集设计来流风速最佳攻角状态下叶轮尾迹流场的声场数据。重点研究风轮叶尖尾迹区域高幅值的频率噪声及其谐波分布和传播以及不同区域噪声相互影响的声辐射特征。计算结果表明:风轮在旋转过程中,叶轮基频声压能量在叶轮尾迹声辐射中占主导地位,而且由叶尖涡引起的涡流声辐射也较重要,基频谐波的能量耗散相对较慢,致使频谱图中峰值部位较多,但随着频率的不断增加,基频谐波的能量耗散速率也在加快。叶尖涡的运动轨迹,随着监测点远离旋转中心沿X轴正向距离的增大,具有叶尖涡影响的声压值变化特征的监测点沿径向外移并近似于线性关系。 展开更多
关键词 风力机 叶尖区域 K—FWH方程 噪声 声压级 叶尖涡
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串列双圆柱绕流的气动噪声特性分析 被引量：3
6
作者 高威 陈国勇 《计算机辅助工程》 2018年第4期41-46,共6页
在Open FOAM求解器中采用改进型延迟分离涡模拟(improved delayed detached eddy simulation,IDDES)方法对串列双圆柱的绕流流场进行数值模拟,使用K-FWH方程分析其气动噪声特性,比较不同来流速度、圆柱间距比和圆柱直径的双圆柱绕流的... 在Open FOAM求解器中采用改进型延迟分离涡模拟(improved delayed detached eddy simulation,IDDES)方法对串列双圆柱的绕流流场进行数值模拟,使用K-FWH方程分析其气动噪声特性,比较不同来流速度、圆柱间距比和圆柱直径的双圆柱绕流的气动噪声特性。分析结果表明:来流速度、圆柱间距比和圆柱直径对串列双圆柱的气动噪声特性都有显著影响,在特定情况下还会出现冲击纯音噪声、高分贝噪声等声品质恶化现象。 展开更多
关键词 串列双圆柱 改进型延迟分离涡模拟 k-fwh 气动噪声
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