超音速带弹武器舱气动特性数值研究

采用大涡模拟(LES)和计算声学FW-H 方程相结合的方法,研究了带弹武器舱在超音速条件下的气动特性,建立了计算模型并验证了网格的可靠性。计算结果表明:带弹武器舱的流场由于导弹的分隔而形成3 个独立旋涡,静压系数沿流向总体呈先减小后增大分布;流场噪声声压级比空腔流场低5 ~6 dB,最大声压级出现在弹舱后壁面两侧区域,声压级峰值频率小于200 Hz;流场噪声产生于舱口剪切层的自持振荡,在导弹头部和弹舱后壁面之间区域存在“ 脱落涡-声波-反射声波-新脱落涡冶的循环。研究结果对建立适用于超音速带弹武器舱的流场控制方法有参考意义。     

一种发动机噪声源识别与控制方法的应用

基于气流的再生噪声理论，结合运用专业声学测量系统Head noisebook与近声场扫描方法分别对国内一汽车公司某轿车及匹配的动力总成进行噪声测量与噪声源识别，分析出其动力总成产生一种高频啸叫声的频率与发动机转速有关，属于气流再生噪声范畴．通过优化发动机飞轮和离合器罩壳的结构设计，实现了降低这种高频噪声的目的．在大多数转速上，装配更改后飞轮的发动机，60阶噪声声压级比原状态发动机有很大的降低，平均幅度达到5dB（A）左右．     

潜艇水下武器发射后海水喷流噪声数值仿真

为了研究武器发射出管后的海水喷流噪声,将发射管比拟为水下圆管,通过发射装置水下发射过程的3D流场仿真,获取了武器出管后发射管口海水喷流的流场特性,在此基础上采用基于Lighthill声学类比的积分方法对水下圆管自由喷流噪声进行了计算与分析。结果表明,喷流噪声的能量主要集中在100 Hz以下的低频范围内,水下武器发射后的海水喷流噪声源并不是总发射噪声的主要组成。     

防爆装备对TNT炸药爆炸强噪声的防护性能

爆炸强噪声是炸药爆炸过程中伴随的一种非致命毁伤元素，对人耳听器造成直接损伤危害。在分析爆炸强噪声感知及传播机理基础上，开展不同TNT药量爆炸噪声测试，研究裸爆（FAB）、柔性防爆罐（FEP）和钢制防爆罐（SEP）的爆炸强噪声声压/声压级传播规律，得到了两种防爆装备相对于裸爆时的爆炸强噪声防护性能。研究结果表明爆炸强噪声具有典型的低频率高声压/声压级特征：距爆心20~40 m，FAB、FEP、SEP峰值声压分别衰减约50%、52%和48%，峰值声压级分别衰减约5.7%、4.7%和4.9%；峰值声压/声压级传播历时Δt_FAB=Δt_SEP=Δt_FEP=0.057 s；FEP削弱峰值声压52%～93.5%，降低峰值声压级4.8%～9.1%，SEP削弱峰值声压24.6%～93%，降低峰值声压级1.4%～6.9%；将人耳损伤划分成4个等级，FAB以Ⅳ级和 Ⅲ级损伤为主，FEP以Ⅲ级、Ⅲ级向Ⅱ级过渡两种损伤为主，SEP以Ⅳ级向Ⅲ级损伤过渡、Ⅲ级两种损伤为主。     

基于统计能量分析法的船艇机舱噪声建模计算

根据统计能量分析法的原理,结合某型军用船艇机舱实际结构建立了机舱的物理及数学模型。运用表面速度振动测量法确定了发动机的输入声功率,采用理论及经验公式讨论了统计能量分析法其它参数确定。将机舱噪声预测值与实验值进行了对比分析,结果表明,预测机舱总声压级为93.8 dB(A),比实测结果低2.9 dB(A)．在315 Hz以上主要频段上,最大误差在4 dB(A)以内,最小达到0.3 dB(A)．预测曲线与实测曲线吻合较好。     

导弹喷气噪声的数值模拟及算法研究

为克服导弹发射噪声场试验测量方法的局限性，基于间接边界元法，提出研究导弹发射喷气噪声分布规律的声学数值仿真算法．结合实际的工程项目，对这一算法进行了验证．结果表明，该声学数值仿真算法是可行和有效的。具有广阔的工程实用价值和应用前景．     

快速捷变频率合成器的研制

本文介绍一种低杂散低相噪快速捷变频率合成器的实现途径，该合成器采用直接数字频率合成芯片(AD9852)加倍频的方案。为提高频率捷变速度和输出频率精度，采用TI公司的TMS320C31作为控制电路，捷变频时间小于200ns，相位噪声小于—124dBc/Hz/1kHz。     

溢流式嵌镶圆管发射换能器的有限元分析

溢流式嵌镶圆管水声换能器是一种有效的低频宽带发射器，一般存在2种可供利用的谐振方式，即溢流环的液腔谐振和嵌镶圆管的径向谐振。本文首先应用解析的方法获得2种谐振的频率方程，然后应用有限元法建立了一个对称结构的溢流式嵌镶圆管换能器模型，通过ANSYS软件分析换能器的振动情况和响应曲线，并与解析法进行了对比。根据设计制作了溢流环换能器样件，并通过了相应的消声水池试验，试验结果表明，有限元模型计算准确且快捷，显示直观，其谐振频率设计误差可控制在5％以内。最终制作的换能器拥有2．35kHz的液腔谐振频率和6．4kHz的径向谐振频率，最大发射电压响应级为141．97dB，其径向谐振的-6dB带宽为3．9-9．4kHz，可提供全频段的发射带宽（包括液腔谐振在内）为2．1～10kHz±4dB。     

脉动喷气发动机噪声特性研究

为了研究脉动喷气发动机噪声特性,搭建了Helmholtz型脉动喷气发动机噪声试验测试系统。对不同管长的脉动喷气发动机管外,不同距离、不同角度处发动机噪声进行了测量。试验结果表明：脉动喷气发动机噪声呈现周期性、低频性的特点;脉动喷气发动机噪声基频由其工作频率决定,噪声的基频成分对总噪声的贡献值最大;随着传播距离的增加,脉动喷气发动机噪声声压级逐渐减小,其衰减幅度略大于球面波衰减规律,不同角度处的噪声衰减规律几乎一致;不同传播距离处的噪声呈现出相同的轴向指向性;随着脉动喷气发动机尾喷管长度的增加,其噪声声压级及基频均随之降低,但尾喷管长度的增加对其噪声指向性没有影响。     

平均声压级的简化算法及其误差修正

首先利用傅里叶级数的理论分析了机器噪声测试中平均声压级近似计算的误差,推导出了最大误差计算公式,其次基于误差公式指出国际标准中仅凭借测点声压级的波动范围来决定该近似方法的适用性是不合理的,还要考虑声压级的算数平均/10-最小声压级/10的值,最后对超过允许误差而不能使用该近似方法的情况加以修正,拓展了该方法的应用范围,有利于该方法的推广应用.     

大侧斜螺旋桨负载噪声的边界元数值声学方法频域内计算分析

为探索艇尾桨无空化水下辅射噪声的数值预报方法,采用流场大涡模拟(LES)和声场边界元数值声学的弱耦合方法在频域内对艇尾标称伴流条件下的大侧斜螺旋桨水下负载噪声进行了预报.耦合方法的可信性由计算得到的DTRC4119无侧斜螺旋桨球面空间声压分布和特征测点处声压频谱级曲线与文献[5 -6]计算值的比较给予了验证.LES计算...     

导流槽和混合比对发动机喷流噪声特性影响实验研究

为分析研究火箭发动机喷流噪声特性的影响因素,设计了火箭发动机喷流噪声实验系统;采用BK数据采集系统及噪声处理软件进行噪声数据的采集和分析,研究发动机混合比以及导流槽对火箭发动机喷流噪声特性的影响。结果表明:随着发动机混合比的上升,发动机从富燃燃烧状态转换到富氧燃烧状态,噪声声压级降低;导流槽对喷流噪声有遮蔽作用,且随着导流槽距喷管出口距离的增大,遮蔽作用下降,噪声声压级上升。     

面向水下滑翔机平台的耐压复合同振式矢量水听器

针对水下声学滑翔机样机研制对小尺寸、耐压复合同振式矢量水听器的迫切需求,设计面向水下滑翔机平台的耐压复合同振式矢量水听器。根据矢量水听器工作原理,对其声压通道和矢量通道进行声学设计;仿真分析压电陶瓷元件和薄壁铝合金壳体耐压特性,完成矢量水听器整体结构设计与制作;进行矢量水听器耐压能力及电声参数测试,将该水听器集成应用于水下声学滑翔机。在南海某海域开展海上试验,采集100~3 000 Hz范围内水下声场信息,给出不同频点噪声级随时间的变化曲线,且得到了水面航船经过时不同频点的噪声级变化。结果表明,矢量水听器在1 200 m深处可靠工作,设计的矢量水听器满足水下声学滑翔机样机研制应用需求。     

全附体潜艇流噪声数值计算

运用计算流体力学(CFD)和边界元(BEM)相结合的方法,预报全附体潜艇流噪声,得到特征点的总声级和潜艇声场指向性分布规律。首先建立具有全部附体潜艇的几何模型并对流场计算域进行全结构化网格空间离散,然后采用雷诺时均方法(RANS)计算潜艇定常流体特性,得到的艇体阻力和压力系数与文献提供试验值吻合良好。再以流场定常计算结果为初值,计算潜艇非定常流动特性,得到声偶极源项,作为边界元求解辐射声场的输入量。声场计算通过在频域中求解福茨.威廉姆-霍金斯方程(FW-H)方程来完成。计算得到了潜艇表面的辐射声源强度分布,验证了流动转捩区是主要的发声部位,并分析了不同频率下声指向性的变化规律。计算所得结果与一般声学规律较为吻合。     

楔环连接结构对鱼雷壳体声辐射的影响分析

针对鱼雷楔环连接结构对壳体声辐射的影响问题,综合运用有限元法和边界元法对其进行了分析,首先建立了鱼雷有限元模型,并对模型进行了模态仿真计算,通过试验对模型的准确性进行了验证;通过声学软件LMS Virtual．Lab Acoustics中的边界元法对模型进行了辐射声功率计算,比较了有楔环模型与无楔环模型的声功率曲线,并给出典型频率的声压级云图。仿真结果表明,有楔环状态下的总辐射声功率比无楔环状态下低10dB左右,可为后续鱼雷噪声预报及噪声控制提供参考。     

水下对转桨非空化线谱噪声分析与数值研究

为了研究水下对转桨非空化状态的目标特性,分析了对转桨非空化线谱噪声的产生机理,其产生机制是前后桨干涉作用和周向谐波流场作用。利用广义声类比方程,将这两种机制引起的升阻力作为噪声源,推导了水下对转桨远场声压表达式,分析了线谱预报频率以及声压的方向性,得到了强弱线谱出现的条件。研究发现：预报的线谱频率可用f=sAPF+pBPF₁+hBPF₂表示;声压辐射呈“8”形分布;干涉作用和周向流场作用的贝塞尔函数是否取峰值是强弱线谱出现的必要条件。数值计算方面,利用RNG k-ε湍流模型、滑移网格模型结合FW-H方程对对转桨进行非空化数值模拟,结果表明：在对转桨水动力性能预报方面,RNG k-ε湍流模型比Realizable k-ε湍流模型精度更好;噪声性能预报方面,该方法得到的对转桨非空化线谱频率以及声压方向性与理论结果非常吻合。     

具有脉动燃烧效应的烟火药水中燃烧声频特性

为研究一种新型的水声无源干扰材料,采用水声测试系统,对具有脉动燃烧效应的烟火药的水中燃烧进行了试验研究,测试了所形成的声频特性,并探讨了其形成的原因。结果表明,15 g具有脉动燃烧效应的烟火药水中燃烧时能形成声压最高为340 Pa,对应的声压级为51dB,燃烧持续时间为18.5 s,频率主要为0~2000 Hz之间的低声频。