圆管三维声传播数值计算

本文实现了具有吸声衬里的圆管内三维声传播计算,提供了全部数值计算方法和差分格式。并讨论了吸声材料各种不同的周向布置对声衰减的影响。计算结果表明,面对面的周向布置声衰减效果最好。     

具有声激波的跨音流管道中声传播的数值方法

本文采用四阶MacCormack格式和附加四阶粘性项方法,求解具有声激波的跨音流变差分格壁管中的声传播问题,比前人结果有明显改善。本文详细介绍了这种差分方法,特别是关于截面硬式,人工粘性项和计算可靠性判据。这种方法省内存,省机时,可以在微机上实现计算。     

用基于声类比的边界元计算管道风扇的管道声传播和辐射

本文介绍了用基于声类比的边界元计算管道风扇声场的新方法,将已被成功地应用于物体对外声场的散射计算方法推广应用到管道风扇的管内声传播和管口声辐射问题。数值结果表明了模型和方法的正确性及其可以作为管道声处理降噪敏果预测的工具。     

含旋流圆环形管道声传播的有限元计算

本文发展了计算包含旋流的圆环形管道声传播问题的有限元数值模型,并且对等熵和均熵流动做了讨论.经典的声学有限元方法大多求解只包含一个变量的对流波动方程,但是对于包含旋流等非均匀流的圆环形管道声传播问题,不能简化成只含有一个变量的对流波动方程.本文尝试用直接求解耦合方程组的有限元方法方法研究管道声传播问题.文章分别研究了刚性壁面、不同阻抗的声衬壁面对管道声传播的影响,同时还对不同阶的声模态包括传播模态和截止模态在管道中的传播规律做了分析.计算的结果和正模态解析方法符合得很好,从而验证了有限元模型的正确性和可行性.     

流管实验装置中声传播计算的模态方法

流管实验装置是测量有流动情况下航空发动机消声短舱内声衬声阻抗的主要装置。本文发展了一种解析的模态匹配方法进行在平均流有声衬条件下矩形流管中声传播的计算。用同伦方法求解特征值问题,并与用环绕积分求解的结果进行比较。声场通过轴向阻抗间断面的声压和声质点速度积分相等计算。第一个算例是无流动、硬壁、有限长、考虑端口反射的情况,并与北航流管实验台测量数据进行了对比;第二个算例为有流动情况下有限长声衬管道不考虑端口反射的声场计算,它与文献中NASA流管实验结果和CAA计算结果符合得很好。     

软壁管道入口具有周向模声源的三维声传播数值分析

本文实现了管道入口具有周向、径向模声压分布的软-软壁、软-硬壁圆管内三维声传播数值计算,提供了数值计算方法及算例,并讨论了周向、径向模对计算结果的影响。     

非线性驻波现象的数值模拟与实验结果的比较

强非线性驻波实验研究发现很多重要的物理现象,如高次谐波成倍增长、饱和、分岔和混沌等。采用Euler方程和MacCormack四阶精度差分方法,成功地数值模拟了非线性驻波高次谐波成倍增长和饱和现象,并与相应的实验结果作了详细比较,符合很好。     

流动管道内反声降噪数值研究

本文用流体力学方法建立了流动管道内反声降噪数值方法,其中,严格推导了反声源的数学模型.本文还给出了产逆流和声顺流传播时管内声场反声影响的数值算例,并讨论了流动速度、反声源强度和相位的影响.算例表明:反声降噪具有很好的工程应用前景.     

Eckardt 叶轮数值计算与实验对比

数值计算可以相当准确地模拟出 Eckardt 叶轮总体性能以及流场细节(如流道内子午速度、出口总压,机匣上静压和测量面上二次流的分布),充分表明数值计算能够有效地模拟该叶轮内部实际的流动现象和流场细节,并可以利用数值计算结果来详细地分析该叶轮的流场结构和流动特性.     

低温声子热导率的数值计算和数值模拟

为了计算Debye模型下的低温声子热导率,我们利用Gauss型求积公式的Gauss-Legendre公式或者Laguerre公式把不可积的积分转化为代数求和;通过良好的计算机人机交互界面,很方便地设定参数、选择或者忽略指定的散射机制.利用这种方法,我们模拟计算了多种材料的低温声子热导,并且分析了多种散射机制对声子热导的贡献.通过对La系巨磁阻材料系列样品和Bi系高温超导体系列样品的研究,证明了我们的方法是可行的.对各类散射机制影响的分析,能够帮助我们深入地理解材料的物理性质.     

管内声传播非线性效应及反声影响的数值研究

本文提出了包括考虑反声效应的一种数值方法来计算跨声速变截面硬壁管道内无声激波非线性声传播问题。通过许多算例,详细讨论了管道形状,喉部流动马赫数,入口声源强度及反声源强度对非线性声传播影响。算例表明,确实存在最佳反声强度,这时管道出口可得到明显的声衰减效果。     

激光空泡特性实验与数值计算研究

基于激光空泡内物质以水蒸气为主的特征,选择特定的Rayleigh-Plesset方程形式,确定激光空泡的动态泡壁位置,并考虑水中气体与激光空泡之间的质量扩散、水蒸气的凝结与蒸发、水的压缩性及热传导、声辐射、黏性、表面张力等因素.建立激光空泡的产生、照相和声压测量系统.通过数值计算与实验结果相结合的办法,使泡内压力的计算值与实验值之间相对误差控制在10%以内,揭示吸收的激光脉冲能量与激光空泡的半径、泡内压力和温度之间的对应关系,以及吸收的激光脉冲能量不变时半径、压力和温度的变化规律.旨在为激光空泡的相关研究提供一定的参考. 关键词： 激光空泡 水蒸气 数值模拟 Rayleigh-Plesset方程     

时均流诱导声振荡的数值计算研究

时均流诱导的声振荡可以为热声制冷提供驱动源或驱动发电机和换能器发电,为风能利用提供了新思路,是热声领域的最新研究方向之一。本文基于计算流体动力学(CFD)方法,建立了正十字型时均流激声发动机的三维数学模型,采用大涡模拟湍流模型计算。计算结果验证了时均流诱导声振荡效应,揭示出谐振管内声场分布和谐振管内部压力与开口处涡的关系,为后续的实验研究奠定了理论基础。     

菲律宾海声传播信道时空相关性变化实验

声传播信道的时空相关性变化主要由信道多途结构的时空变化所决定。一般深海声传播信道由于受海底底质影响小,多途结构相对较为简单,比较容易实现深海信道的修正匹配.本文利用拖曳式低频宽带大功率发射换能器,发射线性调频脉冲信号,在接收端利用拷贝相关和脉间相关处理,得出信道的时空相关性变化。由于采用了宽带长脉冲信号,经过处理后减少了噪声于抗的影响.实验结果证实:信道的时空相关性主要由信道的多途结构及其时空变化决定.信道的相干部分约占全信道的40%.本文的实验结果对深海信道的修正匹配研究有一定参考价值。     

有流条件下环形管道中的声传播特性

本文从线性波动方程出发,根据界面处声压连续和质点位移连续的条件,导得有流条件下无限长环形吸声管道中声传播的特征方程,并且具体分析了管道衰减系数与气流速度、壁面特性、截面几何尺寸和声波频率等参量的相互关系。研究表明,管道衰减系数随着气流流速的增加,管壁吸声系数的减小、管道截面几何尺寸的增加而减小。同时,随着声波频率从低频到高频的变化,衰减系数从小到大,再从大到小地变化,存在一个最佳峰值。     

声在参数随距离变化的管道中的传播

本文对管道系统中声传播的一维理论作了推广。把管道系统看成由两种类型结构组成:一种是连续的管道结构,其中壁面声学参数、截面几何参数以及气体动力参数等可以沿管道随距离缓慢变化;另一种是突变的局部结构,在结构两侧的各种参数可以有不连续的跃变。文中从流体力学基本方程出发,在较普遍的情况下,对这两种类型结构作了分析研究,分别导出了反映其声传播特性的传递矩阵并作了讨论。     

虚拟声屏障的数值及实验分析

虚拟声屏障(Virtual Sound Barrier,VSB)由若干控制声源和误差传感器构成,使用有源噪声控制方法在噪声环境中产生局部安静区域,“阻隔”声音但不“阻隔”空气和光,像一个无形的屏障对声音起作用。本文建立立体结构的VSB系统模型,从数值模拟和实验两方面说明在噪声来自于多个方向的普通房间中,通过该系统产生人头大小的静区是可行的。数值模拟表明即使在中频VSB系统也有良好的降噪效果。实验给出一种实用的圆柱状分布的16通道的VSB系统,在中低频条件下产生人头大小的静区,降噪可达10 dB以上。     

薄板声-超声检测超声传播模式的实验研究

在声-超声检测中,人们用纵波换能器在被测板材表面的某一位置向试件中发射宽带超声波,接收换能器则设置在试件同一表面的另一位置,因此,正确认识这种检测形式下的超声波传播特性是有效应用该技术的基础。本文通过实验研究证实,薄板在声-超声检测形式下激发出的超声波的主要成分是多模式的兰姆波。文中用声-超声方法在两种厚度的铝板中激发并接收到了宽带的兰姆波。