气动噪声数值预测与应用进展
气动噪声数值计算方法的比较与应用
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音 的影 响 ， 到 了一个较 为普遍 的结果 ， 为 Ｆ Ｈ 得 称 Ｗ－
汽车气动噪声的数值模拟分析
汽车气动噪声的数值模拟分析随着车辆性能的提高及高等级公路的建设,车辆的速度越来越快，车辆外流场的气动噪声以车速的6次方的数量增长。
因而，当车辆的其它噪声得到有效的控制后,车辆的气动噪声就变得尤为重要了。
70年代，研究人员发现,车速为70km/h的情况下,气动噪声的范围为62~78dB,而在速度为110km/h的情况下,气动噪声的范围达到80~90dB。
新的研究表明,车速超过100km/h,气动噪声对车外噪声的影响己超过了其它噪声。
数值模拟方法可在新车设计初期的造型阶段进行气动噪声的预测，为选型及造型参数修改提供依据，从而可以较早地得到较理想的产品，避免产品缺陷。
文章以一款车型为例进行了气动噪声的数值模拟。
1湍流模型的选择气动噪声模拟可以选择几种不同的数值方法，大涡模拟可以得到精确的模拟效果，但要求生成的网格质量好，计算比较耗时。
在产品设计的初始阶段，往往需要噪声的大致分布情况，基于模型的噪声源方法可以解决这一问题。
模型的湍流动能输运方程：湍流动能耗散率输运方程：2模型网格的划分和计算域的建立模型是在CATIA软件上建立的，然后导入ICEMCFD软件中进行网格划分。
为了提高计算的效率，对模型的底部进行了简化处理。
根据经验，流场仿真计算所取的计算域到达一定的大小时，汽车的流场就不再受计算域大小的限制。
假设汽车模型长为L，宽为W，高为H，则计算域的取法为汽车前部取3L，侧面取4W，上部取5H，汽车后部取7L。
为了解决汽车求解域大，网格数目多的难点，按照离车身的距离不同，网格的大小也不同：离车身近的区域网格划分比较密，使之能够清楚的表现车身表面附近的细致情况。
而远离车身的区域，网格可以适当的稀疏，以减少网格的数量，节约计算时间。
最终网格划分结果如图1所示，网格数1369839。
3边界条件1)入口边界。
入口边界为速度边界。
2)出口边界。
出口边界为压力边界。
3)地面边界。
假设汽车行驶的工况：在静止的空气中（无风条件下）、平直的路面上等速直线运动。
气动噪声的数值模拟和研究
气动噪声的数值模拟和研究气动噪声是一种由于气流经过物体或是空气之间互相摩擦时产生的声音。
这种噪声的来源广泛，从家用电器、汽车发动机到风力发电机、飞机引擎都可能会产生气动噪声。
随着工业化和城市化的发展，气动噪声已经成为人们生活中不可避免的一部分。
因此，为了改善人们的生活环境和促进工业的健康发展，对气动噪声的数值模拟和研究显得尤为重要。
气动噪声的数值模拟是基于数值计算方法的研究，其核心是CFD（计算流体力学）。
CFD是应用数学、物理和计算机科学的学科领域，是一种通过数字方法解决流体运动方程的技术。
在CFD的数值计算中，气体或流体流动过程中的各种参数和特性都能够通过数值计算得出，这样就能够较好地模拟出气动噪声的产生过程。
数值模拟能够提供详尽的求解结果，在气动噪声研究中被广泛应用。
通过优化流体流动过程和物体的形状，能够减轻或消除气动噪声的产生。
例如，针对风力发电机叶轮的气动噪声问题，可以对其外形进行优化，并通过数值模拟得出不同形状的叶轮在不同条件下的噪声效果，以此来选择最优解。
气动噪声的数值模拟需要依靠多重参数，包括风速、压力、粘度等。
这些参数对噪声的产生和传播都有影响，并且相互之间的关系也会影响噪声的产生情况。
因此，数值模拟是一项复杂的工作，需要结合实际测试数据和理论研究，才能得出准确的结果。
除了数值模拟，还可以通过实验手段来研究气动噪声。
实验是一种验证数值模拟结果的有效方法，也能够直接获取噪声产生时的音压级和声学能量等参数。
然而，实验也存在着成本高、时间长、数据难以获取的问题。
因此，气动噪声的数值模拟研究在实际应用中更为常见。
气动噪声不仅对人们的生活和工作造成影响，而且还可能对环境产生影响。
随着环保意识的提高，人们开始越来越关注气动噪声的研究和处理。
气动噪声的数值模拟和研究为人们提供了一种有效、可靠的方法，能够更好地把噪声控制在合理范围内，实现更高效、更环保的工业和生活方式。
总之，气动噪声的数值模拟和研究是一个不断发展和完善的领域。
航空气动声学的研究进展
航空气动声学的研究进展航空领域的发展日新月异，其中航空气动声学作为一个关键的研究方向，对于提高飞行器的性能、降低噪音污染以及提升乘客的舒适度都具有极其重要的意义。
随着科技的不断进步，航空气动声学的研究也在持续深入和拓展。
一、研究背景在现代航空运输中，飞行器产生的噪音不仅会对周边环境造成严重的噪声污染，还会影响乘客的乘坐体验。
同时，过大的噪音也可能对飞行器的结构疲劳和安全性产生不利影响。
因此，降低飞行器的噪音水平已经成为航空工业面临的一个重要挑战。
航空气动声学是一门涉及流体力学、声学和航空工程等多个学科的交叉领域。
其主要研究内容包括飞行器在飞行过程中气流与机体结构相互作用产生的噪音机理、传播特性以及降噪技术等。
二、研究进展（一）噪音产生机理的研究对于飞行器噪音产生的机理，研究人员已经取得了许多重要的成果。
例如，在喷气发动机中，高速喷流与周围空气的混合以及湍流的发展是产生噪音的主要原因之一。
而在飞行器的机体表面，气流分离、边界层的不稳定以及机翼和机身的相互干扰等都会产生噪音。
近年来，随着计算流体力学（CFD）和计算声学（CAA）技术的不断发展，研究人员能够更加精确地模拟飞行器周围的流场和声波传播，从而深入了解噪音产生的微观过程。
（二）噪音传播特性的研究噪音在大气中的传播受到多种因素的影响，如温度、湿度、风速和风向等。
研究人员通过实验和数值模拟的方法，对噪音的传播规律进行了深入研究。
此外，对于飞行器在不同飞行状态下（如起飞、巡航和降落）噪音的传播特性，也有了更详细的了解。
这有助于在机场规划和周边区域的噪声控制中采取更加有效的措施。
（三）降噪技术的研究1、优化飞行器外形设计通过对飞行器外形的优化，如采用流线型的机身、后掠翼和锯齿状的发动机喷口等，可以减少气流分离和湍流的产生，从而降低噪音。
2、声学衬垫技术在发动机内部和飞行器表面使用声学衬垫材料，能够吸收和散射声波，有效地降低噪音的辐射。
3、主动降噪技术主动降噪技术是一种新兴的降噪方法，通过在飞行器上安装传感器和作动器，实时监测和产生反向声波，从而抵消噪音。
气动噪声特性测试技术的研究与应用
气动噪声特性测试技术的研究与应用近几年来，气动噪声成为了一个越来越热门的研究领域。
许多厂商和研究机构正在积极开发新的气动噪声测试技术，这些技术不仅可以为工程师提供更好的噪声控制方案，同时也可以优化企业产品的市场竞争力。
本文将探讨气动噪声特性测试技术的研究与应用。
一、气动噪声的概念和特征气动噪声是由于气体流动引起的压力波所产生的声波，并广泛存在于工程系统中。
气动噪声的特征是频率高、声压级大、幅度随时间波动大等等。
这些特征导致了气动噪声对人类健康以及机器性能的影响。
因此，气动噪声测试技术的研究和应用具有重要意义。
二、气动噪声测试技术的分类气动噪声测试技术可以分为定量测试和定性测试两大类。
定量测试包括声压水平测试、声功率测试、声能流速测试等等，主要针对噪声的产生和传播特性。
定性测试则通过噪声源信号采集和分析来确定噪声源的位置、大小及其对周围环境的影响。
定性测试主要包括声源定位、声学成像、声场可视化等等。
三、气动噪声测试技术的应用气动噪声测试技术在各个领域均有广泛应用。
在航空航天领域，气动噪声测试技术可以用来测试飞机引擎噪声特性，以便进一步优化引擎性能。
在汽车制造领域，气动噪声测试技术可以用来测试车辆行驶中的噪声特性，从而提高车辆舒适性。
在建筑领域，气动噪声测试技术也可以用来测试建筑内部的空气流动及噪声特性，以便提高室内空气品质。
四、气动噪声测试技术的未来发展趋势气动噪声测试技术的不断发展和创新将会进一步扩大其应用范围和提高测试效率。
未来，更多的研究将会集中在无线传感器网络技术的研究和应用上，借助于新型传感器的优点，传感器节点分布广泛可以极大地提高测试的精度和效率。
另一方面，人工智能技术也将会得到应用，例如基于深度学习的气动噪声识别技术等等。
五、结论总的来说，气动噪声测试技术在工程和科学领域的应用越来越广泛，同时随着技术的不断进步，其自身的发展趋势也将变得更加多样、高效和智能化。
无论是从安全环保还是从市场竞争等角度看，气动噪声测试技术都将在制造、建筑、汽车等领域有广泛作用。
风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟
风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟一、风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟概述风力涡轮机作为可再生能源领域的重要技术之一，其效率和性能直接影响到能源的转换效率和经济效益。
在风力涡轮机的运行过程中，叶片的气动噪声是一个不可忽视的问题，它不仅影响周围环境的声学舒适度，还可能对机器的长期运行造成不利影响。
因此，对风力涡轮机叶片气动噪声进行数值模拟，以预测和降低噪声，具有重要的实际意义。
1.1 风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟的重要性数值模拟作为一种高效、低成本的研究手段，可以对风力涡轮机叶片在不同工况下的气动噪声进行预测和分析。
通过数值模拟，可以深入理解噪声产生的机理，为叶片设计优化提供理论依据。
1.2 风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟的研究现状目前，气动噪声的数值模拟主要采用计算流体动力学（CFD）和声学模拟相结合的方法。
CFD用于模拟叶片周围的流场，而声学模拟则用于预测由此产生的噪声。
随着计算机技术的发展，数值模拟的精度和效率不断提高，已经成为风力涡轮机叶片气动噪声研究的重要工具。
二、风力涡轮机叶片气动噪声数值模拟的理论基础2.1 气动噪声产生的机理气动噪声是由流体与固体表面相互作用产生的，其主要来源包括叶片表面的压力波动、尾迹涡流的脱落以及叶片与周围空气的湍流相互作用等。
这些因素共同作用，导致声波的辐射。
2.2 数值模拟方法数值模拟通常采用有限体积法（FVM）或有限元法（FEM）来离散控制方程，通过求解Navier-Stokes方程来模拟流场。
对于声学模拟，可以采用声学类比法（ANA）或直接求解声波方程的方法。
2.3 边界条件和模拟参数在进行数值模拟时，需要合理设置边界条件，包括入口和出口的流动条件、叶片表面的无滑移条件以及远场的辐射条件等。
此外，模拟参数的选择，如时间步长、网格密度等，也对模拟结果的准确性有重要影响。
三、风力涡轮机叶片气动噪声数值模拟的关键技术3.1 网格生成技术网格生成是数值模拟的第一步，它直接影响到模拟的精度和效率。
射流气动噪声的研究现状及发展趋势
射流气动噪声的研究现状及发展趋势张明辉;常伟;徐卫东;王建武【摘要】随着航空航天等领域的迅速发展,射流气动噪声问题也受到逐渐重视.射流气动噪声引发航天器的结构破坏和疲劳损坏,而且射流气动噪声影响乘客舒适度、干扰周边居民的生活、产生噪声污染.射流气动噪声的产生机理、理论预测,通过实验研究和数值模拟研究传播过程以及如何控制此类噪声成为关注焦点.在阅读大量文献的基础上,从理论研究、实验研究、数值模拟、噪声控制四个方面概述射流气动噪声的研究现状,最后展望射流气动噪声的发展趋势.%With the rapid development of aerospace and other fields,the aerodynamic noise of jet has been paid more and more attention.Jet aerodynamic noise caused by structural damage and fatigue damage of the spacecraft and jet noise affect passenger comfort,interfere with the life of the surrounding residents,produce noise pollution. The mechanism of jet aerodynamic noise, theoretical prediction, experimental research and numerical simulation, the propagation process and how to control such noise have become the focus of attention.Based on reading a lot of literature,from the theoretical research,experimental study,numerical simulation,and noise control research,gas dynamic noise in four aspects was overviewed,finally the development trend of aerodynamic noise was proposed.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)006【总页数】6页(P195-200)【关键词】射流;气动噪声;理论研究;实验研究;数值模拟;噪声控制【作者】张明辉;常伟;徐卫东;王建武【作者单位】山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590;山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590;山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590;山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590【正文语种】中文【中图分类】V211.3气体从喷嘴或孔喷出并与固体边界分离，在气体中扩散并产生高速湍流，形成的噪音称为射流噪声。
航空发动机气动噪声的数值模拟与分析
航空发动机气动噪声的数值模拟与分析第一章介绍航空发动机噪声是广泛存在于飞机起飞和着陆过程中的一种严重问题，长期暴露在这样的噪声环境中不仅会对机组人员造成负面影响，也会对周围居民造成困扰。
因此，如何减少航空发动机噪声已成为现代航空工业研究的一个热点问题。
而气动噪声是航空发动机噪声的主要构成部分之一，因此研究航空发动机气动噪声的数值模拟与分析也越来越受到关注。
本文将介绍航空发动机气动噪声的研究现状和热点，并详细介绍气动噪声数值模拟和分析的相关技术和方法。
第二章气动噪声的成因气动噪声是指由于流体运动而引起的噪声。
在航空发动机中，气动噪声主要由以下几个因素产生：1. 声源体的振动：航空发动机中的转子、叶片、喷嘴等零部件在运动时会引起气体的振动，从而产生气动噪声。
2. 湍流噪声：流体在通过机身和发动机时会产生湍流，湍流产生的涡旋会引起空气的震动，从而形成湍流噪声。
3. 声束传播：由于航空发动机工作时产生的高压气流引起的空气震荡会在空气中形成声束，从而产生气动噪声。
第三章气动噪声的数值模拟方法航空发动机气动噪声的数值模拟是指利用计算机模拟航空发动机高速气流在流体中的运动过程，从而预测在不同工况下产生的气动噪声。
其主要方法包括：1. Lighthill方程：Lighthill方程是由Lighthill提出的一种用于描述气体运动中声波产生和传播的方程。
Lighthill方程主要应用于复杂流动噪声的数值模拟，并且需要采用高阶数值方法求解。
2. 过渡流数值模拟：过渡流数值模拟是基于Navier-Stokes方程的有限体积法，通过求解有限体积方程和边界条件，能够直接计算复杂流动场的压力和速度分布。
目前，过渡流数值模拟已成为气动噪声数值模拟的主流方法。
第四章气动噪声的分析方法气动噪声的分析主要是采用声学方法来计算声波的传播和变化，从而得到航空发动机噪声的频率、强度和方向等信息。
常用的气动噪声分析方法包括：1. 传递矩阵法：传递矩阵法是基于声学理论和流体动力学的模型，通过建立传递矩阵模型对复杂流动场的噪声进行分析和计算，具有高精度、高效率等优点。
空调室外机气动噪声的数值分析
科
学
技
术
与
工
程
１ 卷 １
型 的基 础 上 ， 室 外 机 的 进 、 口进 行 了延 伸 ； 对 出 同 时 ， 了加快计 算 收敛 的速 度 ， 为 采用 了多 面体 网格 。 室 外机模 型 的网格 如图 ２所 示 ， 网格 总数 为 ２ ７７ ０ ９ ７
非 定 常 计 算 的 收 敛 标 准 如 下 ： 每 一 时 层 的 对
第１卷 １
第 ６期
２ １ 年 ２月 ０１
科
学
技
术
与
工
程
⑥
Ｖ０．１ Ｎｏ ６ Ｆ ｂ． ０１ １ １ ． ｅ ２ １
１ ７ — １ １ （ ０１ ） — １ ９ ０ ６ １ ８ ５ ２ １ ６ １５ —７
Ｓ ｉｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｎ ｉｅ ｒｎ ｃ ｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ
能 降低 运 行 能 耗 ， 能 达 到 控 制 噪 声 的 目的 。 为 又 此 必须 研 究 空 调 噪 声 的 辐 射 机 理 ， 建 立 准 确 可 并 靠 的噪 声 预 估 方 法 ， 而 在 设 计 阶 段 就 能 预 测 噪 从 声 的大 小 ， 助 改进 设 计 ， 低 噪 声 。 空 调 室 外 机 帮 降
展 开 研究 。
我们 知道 ， 气动 声 学 非齐 次波 动 方程 右端 声 源
项 是流体 运动方 程 中的全 部 非 线性 项 的组 合 ， 获 要
得 用于气 动噪声 计 算 的声 源 项 ， 必 须 知 道声 源 区 就
非定 常流场 的具 体 信 息 。因 此 ， 在对 气 动 噪 声进 行
压脉 动的相位 一致是采用偶极子声源强度进行声源识别 的前提 条件。 室外机 噪声数 值预测 结果 与试 验在定 性上 吻合 较好 ，
气动噪声数值计算方法的比较与应用
气动噪声数值计算方法的比较与应用气动噪声是指由空气流动引起的噪声，广泛存在于飞机、汽车、风力发电等工程环境中，对人们的工作和生活带来了不舒适和危害。
因此，研究气动噪声数值计算方法及其应用具有重要的理论和实践意义。
本文将对气动噪声数值计算方法进行比较，并介绍其在工程中的应用。
气动噪声数值计算方法主要有两类：基于声源和基于传播路径的方法。
基于声源的计算方法通过模拟气动噪声产生的源头，进而计算噪声传播路径上的声压级。
基于传播路径的方法则通过模拟气动噪声的传播路径上的声学特性，如反射、衍射、传播衰减等，来计算噪声产生源头的声压级。
下面将对这两类方法进行详细介绍。
基于声源的方法主要有声源模型法和数值模拟法。
声源模型法是指通过对气动噪声产生源头进行物理和数学模型建模，进而计算噪声传播路径上的声压级。
常用的声源模型法包括Point Source Model、Dipole Source Model和Quadrupole Source Model等。
数值模拟法则是通过在计算流体力学基础上，利用声学方程对气动噪声进行数值求解。
数值模拟法具有较高的计算精度和空间分辨率，常用的方法有有限元法、有限差分法和边界元法等。
基于声源的方法依赖于对噪声源头的精确建模，因此对计算精度要求较高，适用于研究气动噪声产生机理和优化设计。
而基于传播路径的方法则更加简化，适用于噪声传播路径复杂、计算量大的情况。
常用的基于传播路径的方法有室内声学计算方法和室外声学计算方法。
室内声学计算方法主要包括几何声学法和统计能量分析法，通过建立室内声学模型，并分析声波在室内的传播和衰减来计算噪声水平。
室外声学计算方法则通过模拟声波在室外的传播路径上的反射、衍射和干涉等特性，计算噪声传播路径上的声压级。
气动噪声数值计算方法的应用主要涉及工程领域的噪声控制和优化设计。
例如，在飞机设计中，通过数值模拟法可以评估不同构型和参数对气动噪声的影响，从而优化飞机的设计。
风机气动噪声的预报与控制技术研究
风机气动噪声的预报与控制技术研究随着科技的不断发展以及环保要求的日益提高，风机气动噪声成为了目前工程设计中一个必须重视的问题。
在风机运行过程中，由于其高速旋转，会产生空气振动、气流湍流以及叶片运动等气流动力学现象，这将带来一个很大的噪声源——气动噪声。
如何在风机设计中预测和控制气动噪声，是当前工程设计、制造技术中的热点问题之一。
风机气动噪声的预测技术在风机设计中，为了防止气动噪声的产生，必须通过建立数学模型，进行预测。
现在预测风机气动噪声有两种常见的方法——经验公式法和CFD数值模拟法。
经验公式法的原理是根据实验数据和统计学的方法，通过对其他相似风机的数据进行拟合，从而预测出气动噪声。
对于经验公式法，其优点在于能够快速简便地计算出结果，但是精度和适用性较为有限，其结果的可靠性要远远低于数值模拟法。
CFD数值模拟法是通过求解流场、声场方程，来预测风机气动噪声的一种方法。
该方法需要对风机内部复杂流动进行数值模拟分析，从而定量计算出风机气动噪声，并评估各种控制方案的效果。
CFD数值模拟法能够更加真实地反映流场特征，可以预测出包括机组振动在内的全频段噪声水平。
但是该方法计算量比较大，需要较强的计算能力和专业化的技术人员完成。
风机气动噪声的控制技术在风机气动噪声的控制技术上，首先要从设计制造的角度出发，进行降噪技术的应用。
降噪技术分为被动降噪技术和主动降噪技术。
其中，被动降噪技术属于减少噪声源产生的降噪方法，主要通过以下几种方式实现：调整叶片的角度和形状，减少压力脉动和湍流强度；增强风机的机体、支座工程质量和材料厚度；采用低噪声叶片设计、有利于减小空气振动和周围气流干扰；使用振动均衡系统来降低机组的振动源。
被动降噪技术一般用于新风机的设计制造和更新改造，在风机使用中难以改善。
主动降噪技术是在原有的环境下通过控制手段降低噪声的技术，主要采用的方法如下：采用降噪器、消声器、隔音板等降噪措施来降低噪声水平；采用振动控制技术，将风机叶片的振动降至极低水平。
汽车空调气动噪声试验研究及基于lbm方法直接模拟的工程应用
汽车空调气动噪声试验研究及基于lbm方法直接模拟的工程应用汽车空调的气动噪声是指空调系统在运行过程中，由于气流流动产生的噪声。
为了研究和降低汽车空调的气动噪声，通常需要进行试验研究和应用数值模拟方法。
试验研究主要通过在实际汽车空调系统中布置传感器，测量空气流动时产生的噪声。
试验可以分为室外试验和室内试验两种形式。
室外试验可以通过在车辆运行时收集噪声数据，测试不同工况下的噪声特性。
室内试验可以在实验室环境中进行，通过模拟真实工况，测量空调系统在不同参数下的噪声特性。
试验数据可以用于分析空调系统的噪声源和传播路径，以及评估不同噪声控制措施的效果。
基于LBM（Lattice Boltzmann Method）方法的数值模拟可以直接模拟汽车空调的气动噪声。
LBM是一种基于分子动力学原理的计算流体力学方法，能够模拟复杂的流动现象。
利用LBM方法，可以建立汽车空调系统的流动模型，并通过计算流场的压力和速度分布，获得噪声源的分布和传播路径。
同时，LBM方法还可以模拟空气流动对振动对象的激励产生的噪声，从而更准确地预测汽车空调的气动噪声。
基于LBM方法的数值模拟在工程应用中具有广泛的应用前景。
通过快速构建流动模型和计算流场的压力和速度分布，可以进行噪声源的定位和噪声传播路径的分析。
同时，LBM方法还可以预测不同参数对噪声的影响，为改善汽车空调系统的设计提供科学依据。
此外，LBM方法还可以与声学模型相结合，进一步分析噪声的频谱特性和传播特性，为噪声控制提供技术支持。
总之，汽车空调气动噪声试验研究和基于LBM方法直接模拟的工程应用，对于改善汽车空调系统的噪声性能具有重要的意义。
通过试验研究和数值模拟相结合，可以深入分析汽车空调系统的噪声特性，优化设计方案，提高产品质量和用户满意度。
飞行器气动噪声控制技术的研究进展
飞行器气动噪声控制技术的研究进展随着航空事业的不断发展和国民经济的迅速发展，飞行器的作用已经超越往日。
与此同时，飞行器所带来的噪声污染问题日益突出，众多研究者在全球各地投入了大量的时间和精力，致力于探索飞行器气动噪声控制技术的研究进展。
1.飞行器噪声带来的影响飞行器噪声对环境、健康和生命质量都产生了深远的影响。
在军民两用飞机的使用中，噪声对官兵身心造成危害，对周边居民产生心理困扰，对大气环境产生一定的污染。
因此，压制飞行器噪声对于提高飞行安全、改善居民环境、促进经济发展具有重要的现实意义和科学价值。
2.飞行器气动噪声产生原理飞行器气动噪声是由于飞机在飞行时，会产生大量的涡流和空气扰动，引起周围空气的振动，从而发生声音的传播和辐射。
在飞行器气动噪声传递过程中，产生的因素有气动声生成机理、噪声传播机理和噪声辐射机理等。
3.飞行器气动噪声控制技术(a)噪声减弱措施减少飞机噪声的最基本方式是减少产生噪声的机理，即减小涡流和空气扰动的产生。
航空发动机的技术升级可以有效地实现消除噪声源；飞机舱内隔音板的研发，可以在减少机舱内噪声的同时，防止外界噪声的进入。
(b) 噪声消除技术噪声消除技术也是一种有效的控制噪声的方法。
利用主动噪声消除技术，通过人为地发出相反的声音，来消除原来的噪声，从而达到噪声消除的目的；利用被动噪声消除技术，根据声音信标和微弱的声信号，通过反馈和反相控制，来消除原来的噪声。
(c) 噪声控制技术噪声控制技术也是一种非常有效且实用的噪音控制手段。
噪声控制技术主要有被动控制技术和主动控制技术。
被动控制技术是通过在飞机外层添加一些隔音材料或吸音材料，以减轻飞机的噪声；其原理是通过材料的吸声、隔声和反射来控制噪声。
主动控制技术是通过电子设备及信号处理方法，实现消声或具有减少噪声功效，优化飞机的噪音性能。
(d) 涡强度控制技术涡强度控制技术是最新的一种噪声控制技术。
涡强度控制技术主要是通过改变涡强度、控制涡量分布和方向等，来使飞机噪声降低。
前沿气动噪声控制技术研究及其应用现状分析
前沿气动噪声控制技术研究及其应用现状分析气动噪声是一种由流体流动所产生的噪声，虽然在现代社会中被广泛应用，但气动噪声对人类的健康、环境以及机器的寿命都有较大的影响。
因此，气动噪声的研究和控制一直是一个热门的研究领域。
本文旨在分析当前前沿的气动噪声控制技术研究及其应用现状。
一、气动噪声产生原理及对人类健康的影响气动噪声是由于空气、液体等流体的流动而引起的噪声。
气体既有粘滞性，也有惯性，它的运动会产生声波，这些声波会扰动周围的环境，将这种扰动传递到人耳中，就会产生听觉上的噪声和对人的身体健康的影响。
例如，高频噪声会刺激人的嗓子和肺部，导致人呼出更多的二氧化碳并减少氧气的吸入，这样就会影响到人的生理和精神状态。
二、气动噪声控制的方法及其现状1. 降噪材料的研究降噪材料的种类繁多，其中最广泛应用的材料是泡沫塑料。
与传统的泡沫塑料相比，超大孔泡沫具有更高的吸声效果，可以达到近乎音学的要求。
此外，人造纤维降噪材料也有广泛的应用，这种材料可以在高噪声环境下起到很好的降噪效果。
2. 流体噪声抑制的研究流体噪声抑制主要针对的是涡流、湍流噪声等噪声类型。
当前主要的研究方向是基于全流场模拟与仿真来研究流体噪声的产生机理，同时也在探索基于主动控制方式、被动控制方式以及混合控制方式的流体噪声抑制方法。
3. 声学阻尼器的研究声学阻尼器是降噪系统的核心部件之一。
基于分子削弱原理，可以通过在气体中喷射一定的液体滑腻剂来实现降噪的目的。
电声传感器则对空气流场中的压力变化进行感应并产生电信号，通过调整电信号的幅度和相位，达到控制噪声的目的。
目前，世界各国都在积极推动气动噪声控制技术的发展，尤其是在汽车、飞机、高铁等交通工具上的应用方面得到广泛的关注。
三、气动噪声控制技术应用现状分析1. 汽车行业汽车行业是气动噪声控制技术的重要应用领域之一。
从车身到发动机，汽车的气动噪声都需要进行有效控制。
但是，在汽车行业中，气动噪声控制技术的研究还处于初级阶段，市场上的降噪材料、阻尼器等产品不尽如人意，仍需进一步改进。
气动噪声数值预测与应用进展
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风机/旋转机械气动噪声问题应用背景
舒适性以及法规要求，低噪也是目前核心竞争力 新能源汽车对空调压缩机、涡轮增压器、冷却风扇等零部件声学要求更高 家用电器噪声要满足越来越严格的国家标准，对离心风机、冷却风扇等明显声源提出更高要求 工业用离心压缩机、空气压缩机等背景噪声巨大，其设计改进空间巨大
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风机/风扇气动噪声的一些机理认识
谱线特征&噪声机理
不同的应用会涉及到不同的声源机理，一般包含叶频噪声（Tonal Fan noise）和宽频噪声(Broadband Fan Noise)
叶频噪声：
扇叶表面周期性的冲击载荷 离散峰值频率 Blade Passing Frequency (BPF) and harmonics 窄叶片密集分布 (e.g. 航发涡扇) 宽频噪声：
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案例二：天雁
1. 满足高频分析需求，结果准确 2. 仿真前处理便捷，声学网格自动生成技术成熟 3. 建模方法先进，求解器效率高 4. 扇声源贡献量分析，真正提供设计指导，体现仿
真分析的价值
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• 发动机声辐射随转速变化噪声仿真结果合成感受 • 室内声品质在不同内饰设计下的差异合成感受 • 民用飞机通场噪声的合成感受
基于神经网络的气动噪声预测研究
基于神经网络的气动噪声预测研究气动噪声是在流体动力学过程中产生的一种噪声。
在现代工业和交通领域中，气动噪声是一种不可避免的现象。
它不仅会对周围的环境造成影响，还会对人类的健康和生活产生不良影响。
因此，研究气动噪声的预测和控制已成为当前工程和科学领域的研究热点。
近年来，基于神经网络的气动噪声预测成为了一种研究方向。
这种方法利用人工神经网络来建立预测模型，将气动噪声与其他因素进行关联，从而实现对气动噪声的预测和控制。
在这篇文章中，我们将对基于神经网络的气动噪声预测进行探讨。
神经网络是人工智能领域中的一种重要技术。
它通过计算机对神经元网络的模拟，实现对复杂问题的学习和处理。
在气动噪声的预测中，神经网络可用于建立预测模型。
根据气动噪声的特性，我们可以将其分为两个部分：第一部分是气动流场的分析，第二部分是声波的传播。
在建立预测模型时，我们需要将这两个部分进行分离，将其分别作为神经网络中的输入和输出。
在具体建模过程中，我们可以首先采集一定数量的气动流场数据，然后将其处理成适合用于神经网络训练的形式。
这个过程中需要注意，要对数据进行充分的处理和筛选，以保证得到的预测模型具有高准确性和可靠性。
接着，我们将处理后的数据用于神经网络的训练，采用监督学习方法，通过不断调整神经网络的参数，使其逐步逼近真实的气动噪声模型。
当神经网络训练完成后，我们可以用其对未来的气动噪声进行预测。
为了提高预测的精度和准确性，我们可以进一步对神经网络进行优化，例如采用反向传播算法或遗传算法进行优化，以进一步提升预测模型的性能。
此外，基于神经网络的气动噪声预测还有一些其他的应用。
比如，可以结合实际的气动流场数据和声学实验数据，进行模型验证和优化；同时也可以将该方法应用于飞行器和机动车等领域，进行气动噪声的预测和控制。
这些应用都具有重要的工程意义和研究价值。
综上所述，基于神经网络的气动噪声预测是一个值得深入研究的方向。
随着计算机技术和大数据的发展，神经网络的性能将进一步提高，为气动噪声预测的研究提供更多的可能性。
通风机气动噪声的机理、预测与控制的研究现状与发展方向
P ~ QH 2 ，称为声学相似律，其中 P 为风机辐射声功率，Q 为风机流量，H 为
风机全压。Neise[7]（1975）用相似律研究了离心风机叶片通过噪声。根据风机
声学相似律 P ~ QH 2 ，以及风机气动力相似律 Q ~ D2U 和 H ~ U 2 ，可得：
单极子
叶片厚度噪声 离散
风机噪声
离散+宽带
偶极子
叶片力 离散+宽带
四极子
湍流噪声 宽带
定常的旋转力
（Gutin 噪声） 离散定常流
不均匀 定常流
不均匀 非定常流
二次流
旋涡脱体 湍流边界层
离散
离散
连续 宽带
离散+宽带 窄带+宽带
宽带
图 1 通风机噪声源及辐射机理
（1）定常力。当转子在均匀流场中转动时，流体受各叶片的作用力是定常的, 但在固定的观察点将感受到以叶片通过频率及其谐波频率变化的压力脉动，这部 分噪声被称为 Gutin 噪声。与鼓风机、压缩机等相比，通风机叶轮的转速都很低， Gutin 噪声及叶片厚度噪声的辐射效率和频率都很低，与非定常力相比是可以忽 略的； （2）非定常力。产生非定常力的原因主要有，流场的空间不均匀引起叶片及蜗 壳上的受力随时间变化；不定常的非均匀流，例如叶轮入口条件随时间的变化及 来流湍流度随时间的变化等；旋涡脱体导致环量的变化而引起叶片力的变化；湍 流边界层内的压力因来流湍流度的变化产生脉动而引起叶片力的变化；二次流等 等。
由于风机的使用渗透到生产生活的各个方面，大到矿井、隧道、厂房的通风，小 到家用空调乃至笔记本电脑芯片的散热，因而风机实际上是人们日常接触最多也 是最主要的噪声源之一。为了节约能源和保护环境，各国都有关于风机产品效率 和噪声的标准，而且要求越来越严。随着我国社会经济的发展和人民生活水平的 提高，现代风机产品的设计也越来越重视节能与环保，开发高效率、低噪声的风 机产品意义十分重大。同时，如何降低现有风机的噪声也是一个摆在我们面前的 现实问题。
飞行器的气动噪声控制技术
飞行器的气动噪声控制技术在现代航空航天领域，飞行器的气动噪声问题日益受到关注。
随着飞行器速度的不断提高、尺寸的逐渐增大以及人们对乘坐舒适性要求的不断提升，有效地控制气动噪声已经成为了一项至关重要的任务。
气动噪声是由飞行器与周围气流相互作用而产生的。
当飞行器在空气中高速运动时，气流的流动状态会发生复杂的变化，从而产生压力波动和湍流，这些压力波动和湍流就是气动噪声的主要来源。
气动噪声不仅会对飞行器内部的乘客和机组人员造成不适，影响乘坐体验，还可能对飞行器的结构产生疲劳损伤，降低飞行器的使用寿命。
此外，过大的噪声还可能对周围环境造成污染，引起公众的不满。
为了控制飞行器的气动噪声，科研人员和工程师们采取了多种技术手段。
其中，优化飞行器的外形设计是一种非常有效的方法。
通过合理的外形设计，可以减少气流分离和湍流的产生，从而降低气动噪声。
例如，在飞机的机翼设计中，采用先进的翼型和前缘形状，可以改善气流的流动特性，减少噪声的产生。
对于直升机来说，优化旋翼的外形和桨叶数量等参数，可以显著降低其旋转时产生的噪声。
另外，使用吸声和隔声材料也是控制气动噪声的重要措施。
在飞行器的内部，可以使用具有良好吸声性能的材料来吸收噪声，降低噪声在舱内的反射和传播。
同时，在飞行器的外壳上，可以采用隔声材料来阻挡外部噪声的传入，提高飞行器的隔音效果。
这些材料通常具有特殊的微观结构和物理性质，能够有效地将声能转化为热能或其他形式的能量，从而实现降噪的目的。
除了上述方法，主动噪声控制技术也逐渐成为研究的热点。
主动噪声控制是通过在噪声源附近或传播路径上引入次级声源，产生与原噪声幅度相等、相位相反的声波，从而实现噪声的抵消。
这种技术在一些特定的场合，如飞机发动机舱内，可以取得较好的降噪效果。
然而，主动噪声控制技术的实现需要复杂的传感器、控制器和执行器系统，并且对控制算法的要求较高，目前还面临着一些技术挑战。
在飞行器的制造和维护过程中，严格的工艺控制也有助于降低气动噪声。
气动噪声的原理及应用
气动噪声的原理及应用概述气动噪声是由气体运动所产生的噪声，广泛应用于各个领域，如工业生产、交通运输等。
本文将介绍气动噪声的原理及应用。
噪声的产生机制气动噪声的产生主要是由于气体流动时经过障碍物、腔体或器件时所引起的压力波动和振动。
主要的噪声产生机制包括：•噪声源的形状和尺寸：气体流经不规则形状或尺寸不一致的器件时会引起湍流和压力波动，产生噪声。
•噪声源的流速：当气流的速度增加时，气体流动会变得不稳定，产生湍流和噪声。
•噪声源的频率：气体流动中的压力波动会产生特定的频率噪声，其频率与气体流动的速度和噪声源的几何形状有关。
气动噪声的评价指标为了对气动噪声进行评价和控制，人们提出了一系列的评价指标。
以下列举了常用的指标：1.声压级（Sound Pressure Level，SPL）：用来表示噪声的强度，以分贝（dB）为单位。
2.频率谱分析：通过对噪声信号进行频域分析，得到噪声的频率成分，以帮助确定噪声的来源和特性。
3.声功率级（Sound Power Level，PWL）：用来表示噪声源的发声能力，以分贝（dB）为单位。
4.声频谱分析：通过对噪声信号进行时域分析，得到噪声的频率变化情况，以帮助确定噪声的特性和结构。
气动噪声的应用领域气动噪声在许多领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：工业生产工业生产中常常涉及到气体流动，例如风扇、压缩机、气动工具等设备都会产生噪声。
通过对气动噪声进行评价和控制，可以提高工作环境的安全性和舒适性。
交通运输交通运输领域是气动噪声的重要应用领域之一。
汽车、飞机、火车等交通工具的运行过程中会产生噪声，对市区噪声污染的控制尤为重要。
建筑设计在建筑设计中，需要考虑气动噪声的影响，特别是在高速公路、机场周边等噪声源较多的区域。
通过优化建筑结构和使用隔音材料，可以降低气动噪声的传播。
环境保护气动噪声对环境有一定的影响，对于保护自然环境和居民生活质量的提升具有重要意义。
对噪声源进行控制和预防，可以减轻噪声对周围环境的影响。
对旋风机气动噪声声强及压力脉动分布规律的数值预测
ｔａ ｆｒ ｄ ｔ ｃｏ ｓｔ ｅ ｉｔ ｒａ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ｏａ ｉ ｇ ｆｅｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｓａｉｎ ｒ ｅｄ．Ｔｈ ｒ ａ ａ ｏｓ ｒ ｎｓｅ ａａ ａ ｒ ｓ ｈ ｎ ｅｆ ｃ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｔ ｔｎ ｌ ｎ ｈ ｔｔｏ ａ ｆ ｌ ｉ ｙ ｉ ｅ ｂ ｏ ｄｂ ｎｄ ｎ ｉｅ ｓ ｕ ｃ ｄ ｌｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｌ ｇ ｔ ｉｌｎ ｉｅ ａ ａｏ ｙ ｔ ｅ ｒ ｓｉ ｔｏ ｕ ｅ ｏ ｓｍｕ ａｅ ｔ ｅ ｏ ｙ ａ ｃ ｎ ｉｅ ｏ ｒ ｅ ｍｏ ｅ ｓ ｄ ｏ ｈ ｉ ｈ ｈ ｌ ｏ ｓ ｎ ｌ ｇ ｈ ｏ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｉ ｌｔ ｈｅ ａ ｒ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｓ ｙ ｉ ｌ ｆｔ ｅ ｆ ｎ．Ｔｈ ｏ ｄ ｉ ｔ ｎ ｉ ｉｔｉ ｔｏ ｎ ｉ ｅ ｔｅ ｆ ｎ，ｏ ｈ ｍｐ ｌｅ ｓ，ｔ ｅ ｂ ａ ｅ ｎ ｈｅ ｓ ｅ ｌ ｆｅ ｄ ｏ ｈ ａ ｅ ｓ ｕｎ ｎ ｅ ｓｔ ｄ ｓｒｂｕ ｉｎ ｉ ｓｄ ｈ ａ ｙ ｎ ｔ ｅ ｉ ｅｌ ｒ ｈ ｌ ｄ ｓａ ｄ ｔ ｈ ｌ ｏ ｈ ｎ ａ ｅ ｐ ｅ ｉ ｔｄ．Ｔｈ ｒ ｓｕ ｅ ｆｕ ｔ ｔｏ ｆｔ ｒ ｅ ｉ ｔ ｒａ ｅ ｒ ｕ ｄ ｉ ｅ ｌｒ ａ ｓ ｄ ｂ ｈｅ ｒｔ — ｆｔ ｅ ｆ ｒ ｒ ｄ ｃ ｅ ａ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｃｕａｉｎ ｏ ｈ ｅ ｎ ｅ ｆ ｃ ｓａ ｏ ｎ ｍｐ ｌ ｓｃ ｕ ｅ ｙ ｔ ｏ ａ ｌ ｅ
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Simulation model
Visualization
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案例三：霍尼韦尔
1. 利用仿真减少试验次数，降低研发成本
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案例四：英格索兰
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气动噪声数值预测与工程应用进展
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风机/旋转机械气动噪声问题应用背景
舒适性以及法规要求，低噪也是目前核心竞争力 新能源汽车对空调压缩机、涡轮增压器、冷却风扇等零部件声学要求更高 家用电器噪声要满足越来越严格的国家标准，对离心风机、冷却风扇等明显声源提出更高要求 工业用离心压缩机、空气压缩机等背景噪声巨大，其设计改进空间巨大
案例五：海尔冰箱
Restrictedan
138.75Hz
Elevator
Base
305.25Hz
777Hz
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案例六：江森日立
两个月内独家采购…
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案例七：虚拟声学实验室
实验室方案
方案图示
实验室由仿真演示系统和噪声合成播放系统组成。 仿真演示系统：仿真过程将以台式机机箱冷却风扇噪声以及无
人机旋翼气动噪声为仿真对象 ✓ 物理样机模型：机箱冷却风扇、悬停状态无人机 ✓ 仿真模型：基于Simcenter的CFD及有限元建模 ✓ 仿真结果可视化：对声场分布及优化效果进行可视化分析 噪声合成回放系统：基于Siemens Simcenter Acoustics工具 的sound synthesis技术对仿真声学信号进行回放，形成声学 的数字化双胞胎 ✓ 对仿真演示系统的风扇噪声合成感受 ✓ 对典型应用场景的声品质进行合成感受
Optimization
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小结
1. 气动噪声问题的关注和投入持续升温 2. 客户不成熟，需要引导，但是粘性大 3. 工程应用抓住主要问题，效果显著
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产品开发中的作用
1D 仿真：边界条件
3D 建模 CFD 仿真 结构仿真 声学仿真
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案例二：天雁
1. 满足高频分析需求，结果准确 2. 仿真前处理便捷，声学网格自动生成技术成熟 3. 建模方法先进，求解器效率高 4. 扇声源贡献量分析，真正提供设计指导，体现仿
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扇叶表面随机分布载荷 湍流边界层，上下游湍流壁面相互作用等 Applies to complete frequency spectrum 几何大叶片 (e.g. 冷却风扇)
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数值预测解决方案
Simcenter CFD （Fluent/CFX）
数值仿真提供完整的旋转机械气动噪声解决方案 1. 成本相对实验要低 2. 准确评估气动噪声水平，分析噪声来源、传播路径和贡献量 3. 进入早期设计阶段，开展早期噪声优化设计
主要关注的单位 高校（北航、西安交大等），中航工业研究所，航发研究所，中船研究所，风能、家电 等行业、零部件供应厂商等 国内目前合作：霍尼韦尔、海尔、重庆通用工业等 …
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测试标定：仿真边界
测试验证
TEST MODELING
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J
竞争策略
1. 全面完整性 2. 工程实用性
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案例一：加冷松芝
水下螺旋桨、泵喷推进器、管泵系统内流致噪声越来越受到重视
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旋转机械气动噪声仿真需求
消声室实验测量 1. 实验干扰多（电机或动力系统噪声、结构振动噪声等） 2. 只能做噪声水平评估，无法分析机理 3. 产品已定型，无法做噪声优化设计
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风机/风扇气动噪声的一些机理认识
谱线特征&噪声机理
不同的应用会涉及到不同的声源机理，一般包含叶频噪声（Tonal Fan noise）和宽频噪声(Broadband Fan Noise)
叶频噪声：
扇叶表面周期性的冲击载荷 离散峰值频率 Blade Passing Frequency (BPF) and harmonics 窄叶片密集分布 (e.g. 航发涡扇) 宽频噪声：