轮胎横向花纹沟泵吸噪声仿真研究

基于流固耦合和气动声学的方法研究了轮胎横向花纹沟槽结构尺寸及其截面形状对花纹泵吸噪声的影响。运用Abaqus仿真了带有横向花纹沟槽轮胎滚动以获得滚动过程中花纹沟槽各壁面位移随时间的变化信息;提取接地印痕区域内单个横向花纹沟槽并建立与周围空气相耦合的有限元模型,通过对其施加相应位移边界条件来重现横向花纹沟槽在滚动过程中的状态特性;借助流场计算实现对花纹泵吸噪声的预测。结果表明:花纹泵吸噪声随着沟槽长度的增大而减小;随着沟槽宽度的增大而增大;而沟槽深度对泵吸噪声影响不明显;沟槽横截面的形状对泵吸噪声影响较大。     

非光滑结构在轮胎降噪声抗滑水中的应用研究

运用ABAQUS对具有横向花纹沟的轮胎滚动进行仿真,提取轮胎沟槽表面在轮胎接地过程中随时间的变形曲线。建立单个在花纹沟表面带有非光滑结构的横向花纹沟及其周围的空气域模型,在沟槽表面加载从ABAQUS中提取的变形曲线,利用FSI方法分析了非光滑结构对泵吸噪声的影响,并利用CFD对带有非光滑结构的沟槽进行滑水分析。分析结果表明在花纹沟壁上适当添加非光滑结构,可以达到既降噪又提高滑水速度的目的。     

HQ管降噪法在轮胎降噪中的应用分析

运用ABAQUS进行了具有横向花纹沟槽的轮胎滚动过程仿真,提取横向沟槽壁面在轮胎接地滚动过程中位移随时间的变化曲线。进而建立了单个横向花纹沟槽和其周围的空气域模型,对沟槽壁面施加滚动过程中的位移变形边界条件来模拟轮胎的滚动。在此基础上,利用HQ管降噪法对花纹沟噪声进行降噪探索。分析结果表明在花纹沟旁添加不同结构尺寸的HQ管结构可以达到降噪的目的。     

横向花纹沟结构对轮胎泵气噪声影响规律研究

通过对带有横向花纹沟的12.00R20子午线轮胎进行瞬态滚动分析,提取轮胎滚过路面时花纹块上表面位移随时间的变化曲线;建立单个横向花纹沟、路面以及周围空气域模型,在花纹块上表面加载位移时间曲线;基于双向流固耦合进行流场数值模拟并进行噪声预测,分析了横向花纹沟横截面几何参数对轮胎泵气噪声的影响。结果表明,轮胎花纹沟泵气噪声随着花纹沟的宽度的增大而增大,随着深度的的增大而增大,但随着壁面拔模角的增大而减小;且深度影响最大,拔模角次之,宽度影响最小。     

汽车轮胎噪声仿真分析方法与研究

本文利用LS-DYNA软件,采用计算机仿真的方法,验证"泵气噪声"这一理论,并对轮胎在不同强制位移下进行仿真,测量轮胎花纹沟槽空气泵吸噪声的大小,实现轮胎噪声的量化模拟及预报,达到汽车轮胎仿真分析的目的。本文中轮胎噪声分类及机理、有限元分析的过程,这是轮胎噪声计算机仿真的理论基础和操作指导。汽车轮胎噪声仿真分析研究采用HyperMesh软件对仿真模型的网格划分及各种定义等前处理,然后采用LS-DY-NA软件对前处理输出的K文件进行计算并利用LS-PREPOST对计算输出文件进行了后处理,完成轮胎噪声计算机仿真过程。     

轮胎花纹泵浦噪声计算及评价方法

利用ABAQUS软件建立计及复杂花纹的205/55R16型子午线轮胎3D有限元模型,通过接地试验验证了有限元模型的精度,并提取轮胎在滚动过程中单个节距花纹沟体积变化历程。结合Lighthill声学理论和FW-H方程,利用动网格技术将花纹沟体积变化历程作为流体计算边界条件,计算花纹泵浦噪声,并与试验结果取得了较好的一致性。在此基础上,分析了使用因素对轮胎泵浦噪声的影响,轮胎花纹泵浦噪声随载荷和速度的增加而增加,随着轮胎气压的增加而减小。泵浦噪声与滚动程中花纹沟体积变化率成正比,提出以单一节距花纹沟体积变化率作为泵浦噪声的评价指标,控制花纹沟变形可实现降噪,为设计低噪声轮胎提供了新思路。     

轮胎泵气噪声有限元仿真研究

在充分考虑轮胎结构与空气耦合及与路面的接触等边界条件的基础上建立轮胎噪声仿真的有限元模型,然后使用商用有限元软件LS-DYNA的显式计算方法,对花纹沟槽与空气耦合和不耦合2种状况下的有限元模型进行仿真分析。通过对2种耦合状态下花纹沟槽内各测试点的噪声强度仿真结果比较,验证了行驶中轮胎花纹沟槽的泵气噪声原理。该轮胎噪声有限元模型对轮胎设计初期改善其噪声性能具有重要的指导意义。     

轮胎泵气噪声有限元仿真研究

在充分考虑轮胎结构与空气耦合及与路面的接触等边界条件的基础上建立轮胎噪声仿真的有限元模型,然后使用商用有限元软件LS-DYNA的显式计算方法,对花纹沟槽与空气耦合和不耦合2种状况下的有限元模型进行仿真分析.通过对2种耦合状态下花纹沟槽内各测试点的噪声强度仿真结果比较,验证了行驶中轮胎花纹沟槽的泵气噪声原理.该轮胎噪声有限元模型对轮胎设计初期改善其噪声性能具有重要的指导意义.     

滚动转子压缩机排气流噪声数值计算与机理分析

为了辨识滚动转子压缩机排气气流噪声的主要成分,对其排气过程建立了计算气动声学分析模型。首先使用基于滑移网格和脱落涡模拟的CFD计算对压缩机排气过程的压力脉动进行直接求解,结合声学有限元计算分析了压力脉动中各成分的贡献;其次使用基于动网格的CFD计算求解压缩泵腔及消声器的流场,计算了泵腔出口流量变化。仿真结果和实验测量的一致结果表明,排气通道内压力脉动中声学响应成分远大于湍流脉动成分,且在噪声集中的频段内声源主要为泵腔出口的单极子噪声,而整体声腔模态对该声源的频率分布有影响。泵腔排气口的单极子噪声源是滚动转子压缩机气动噪声的最主要声源。     

PCR轮胎接地性态对噪声与滚动阻力影响研究

为研究轮胎接地性态对轮胎噪声、滚动阻力的影响规律,以型号为205/55R16的PCR轮胎作为研究对象,通过轮胎接地试验获取10个不同厂家生产的PCR轮胎的接地性态参数,对接地印痕进行细化分区以提取各分区接地性态参数,利用数值分析方法研究各分区接地性态参数与噪声、滚动阻力之间的定性、定量关系。结果表明:胎肩区域、过渡区域、中心区域对轮胎噪声值有较大影响;接地印痕长宽比、胎肩区域、过渡区域对轮胎滚动阻力影响较大;外内胎肩内侧长之比、外胎肩长、外过渡长为轮胎噪声、滚动阻力共同影响参数,且与轮胎噪声值、滚动阻力之间均呈负相关关系。利用主成分分析法建立了接地性态参数与轮胎噪声值、滚动阻力间的回归方程,拟合效果良好。研究结果为低噪声、低滚动阻力高性能绿色轮胎设计提供了理论指导。     

Aeroacoustic simulations of a blunt trailing-edge wind turbine airfoil

We demonstrate the effectiveness of semi-empirical Brooks, Pope and Marcolini model and hybrid large eddy simulations in calculating the blunt trailing edge wind turbine noise at higher Reynolds number conditions. The 4 million element meshes of sharp and blunt trailing edge airfoils were tested at a Reynolds number of 3.2 million and an angle of attack of 4 degrees. The predicted airfoil self-noise by the modified semi-empirical formula with a low frequency directivity function and an additional term for large thickness ratio was compared to the experiments. The sound pressure level spectra from the hybrid large eddy simulation show that the predictions agree well with experimental measurements at the same observer location in the peak frequencies of the blunt trailing edge noise and sound pressure level rates of change at lower frequencies are also similar to experiments. The modified semi-empirical formula and the hybrid large eddy simulation can be considered as promising tools for high vorticity flow problems, especially for flatback airfoils for use on large wind turbines.     

SIMULATION AND EXPERIMENT OF BUBBLY FLOW INSIDE THROTTLING GROOVE

The relationship between pressure distribution and cavitation (noise) inside throttling groove is investigated by numerical simulation and experimental method. A valve pocket with several transducers is performed to detect the pressure distributions inside the valve chamber, and the results fit quite well with the computational fluid dynamics(CFD) analysis. High-speed imaging techniques are employed to investigate the cavitation mechanisms, in particular bubble inception and cluster formation near the throttling groove. A spectrum analyzer is used to measure the sound pressure level of noise generated by the bubble flow. It is found that the pressure distributions inside the groove are sensitive to the valve port configuration and back pressure. The pressure distribution determines the bubble size and number passing through the valve grooves and the sound pressure level of noise induced by collapsing bubbles. The inlet pressure mainly affects the saturation degree of bubbly flow inside the groove and the intensity of sound pressure level accordingly.     

夹心式压电超声换能器声场分析

对谐振频率为28.4 kHz的夹心式压电超声换能器声场进行仿真分析,研究空化气泡对声场分布及噪声的影响。以COMSOL软件压力声学接口为基础,对换能器进行瞬态分析,观察有无空化气泡时空间内的声压分布情况,对比两种情况下截点位置的声压变化曲线及频域分布曲线。通过试验对仿真结果进行验证,确认空化气泡的存在增强了空间中的声场,使水中最大声压值由8×104 Pa增大至2.5×105 Pa,空气中最大声压值由80 Pa增大至140 Pa。水中的高声压区集中在空化区域内,空化区域后方的声压减弱。与此同时,空化气泡使空气中的低频噪声增加,截点位置的声压幅值由原来的2 Pa增大至4 Pa。     

基于CFD/CA的离心泵流动诱导噪声数值预测

基于Lightill声类比理论,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)和计算声学(Computational acoustics, CA)相结合的算法对离心泵内部声场进行求解。基于SST k-ω湍流模型封闭雷诺时均方程,对离心泵内流场进行三维非定常计算。在流场计算的基础上采用边界元法对叶片偶极子源和蜗壳偶极子源的辐射声场进行求解,研究了蜗壳振动对声压级分布的影响,并搭建试验台对所提出的算法进行验证。结果表明,叶频及其倍频是流动诱导噪声的主要频率,隔舌附近监测点的压力脉动强度最大;声振耦合作用对声压级分布的影响不可忽略,模态振型所在的频率(580 Hz)下声振耦合作用的影响较大;泵出口场点的声压级比进口大,且均在叶频处最大,效率最高的工况点声压级最小;声场模拟和试验结果在趋势上基本吻合,最大相差3.1%,肯定了所提数值算法的预测作用,可为离心泵低噪声优化设计提供参考。     

基于Fluent的挖掘机多路阀动臂联流场分析

针对多路阀在使用过程中的发热、异响、压力损失过大等问题，应用数值模拟的方法对液压挖掘机多路阀动臂联进行流场分析。基于流体动力学理论，利用Fluent软件得到了动臂2联阀芯在开启过程中，节流槽前、后的流速、压力及其差值的变化情况。通过数据分析，得到了多路阀动臂联稳态流场的内部流动规律和稳态液动力变化规律。观察发现动臂2联阀口开度在2.1～4 mm时，压差与速差同时发生突降现象，并且液动力的变化较大，容易产生振动、噪音和气穴等现象。研究结果表明，通过对多路阀阀芯开启过程的流场分析，所获得的流速、压力和液动力等数据可以作为多路阀优化设计的参考依据，从而提升多路阀的工作效率和使用寿命。     

汽车门密封处的气动噪声研究

使用数值模拟方法对汽车门密封处的气动噪声进行了模拟,在得到流场的基础上,应用FW-H声学类比方程分析了由流动诱发的气动噪声.通过数值模拟观察到了涡结构的脱体及门密封处腔体内部的自激振荡过程,并针对其中一个自激振荡循环做了说明与分析.得出了由流动诱发噪声的声压-频率曲线,发现采用流速30m/s时,汽车门密封处流动噪声声压级在70db以下;频率在2000Hz以内的峰值为349Hz及其高次谐波噪声,2000Hz以上出现了非349.65Hz倍频的峰值,体现了伴流模式诱发声场的复杂性.     

机械密封端面T形槽液膜压力脉动特性分析

针对机械密封端面液膜流场的压力脉动,以机械密封端面T形槽液膜为研究对象,进行了机械密封摩擦副端面液膜微尺度区域的压力脉动特性分析。基于流体润滑理论,建立了机械密封端面T形槽三维液膜模型。求解端面液膜流体雷诺方程,计算分析了不同工况下端面液膜的压力脉动特性和频谱特性,探讨了端面流场压力周期性变化的影响因素。结果表明:在不同转速下机械密封端面液膜流场压力均呈现周期性脉动,压力脉动的振幅沿T形槽槽区径向方向增大;端面液膜的开启力受到槽区和非槽区动静干涉的影响;端面液膜流场压力脉动受到主轴转速和槽数的影响。     

离心泵作透平流体诱发内场噪声特性及贡献分析

对某离心泵作透平流体诱发的内场噪声特性进行数值计算和试验研究。在典型流量下,采用雷诺时均方法获取壳体壁面偶极子声源,并利用边界元方法(Boundary element method,BEM)求解出壳体偶极子源作用的流动噪声,基于有限元结合边界元的声振耦合法(Finite element method/boundary element method,FEM/BEM)计算出流体激励结构振动产生的内场流激噪声及考虑结构振动的流动噪声,分析不同性质噪声源的频谱特性,同时评估内场声源在各个频段下的贡献量。借助水听器对透平出口进行流体声学试验,获得了噪声的频谱特性。结果表明,离心泵作透平出口流体诱发噪声主要集中在中低频段,小流量工况低频噪声特性增强。壳体声源作用下考虑结构振动流动噪声的计算结果与试验结果在较大流量下吻合较好。壳体偶极子作用的流动噪声对内场噪声的贡献最大,其次是考虑结构振动的流动噪声,流激噪声对内场噪声贡献最小。结构的影响使得二阶叶频处声压增加,其余离散频率及宽频处声压均有所降低。该研究结果为低噪声叶轮机械设计提供了一定的参考。     

近场声全息试验用于医用制氧机噪声控制

为了降低家用制氧机的运行噪声,采用了近场声全息技术进行制氧机噪声场数据采集和声场重建.根据声压频谱图、声压辐射云纹图、声速频谱图、空间声速分布图以及时间/频率/声压图谱等可视化信息,选择了针对声源、传播途径的隔声罩、涂敷阻尼胶、石膏板吸声和加装部件减振胶垫等简单有效的噪声控制措施.试验表明,近场声全息技术是一种有效地进行噪声源控制和声辐射特性研究的重要工具.     

Study on the design of control valve for U-shaped noise reduction cage and its fluid flow features and noise

In response to technical issues such as the ineffective noise reduction impact of balanced cage and single-seat control valves, the U-shaped noise reduction cage control valve is investigated and developed. In addition, its equal percentage flow properties and noise reduction impact are good, allowing it to effectively minimize the noise created by the change of fluid parameters of medium such as vapor, gas, and gas-liquid two-phase flow. The flow coefficient and flow properties were analyzed. The noise features of the medium air flow at small and large openings of 30% and 85% are simulated and analyzed, respectively. The pressure, velocity, and temperature of the inlet and outlet air, as well as the sound intensity maximum and sound power level maximum, are also analyzed with the opening curves. A small opening of 30% was selected, and the noise characteristics of cavitation generated by the medium water flow were simulated and analyzed. Together with the pressure and temperature change curves of the incoming water, the volume maxima and density minima of water are studied. The maximum sound intensity and sound power level of water are analyzed using the pressure and temperature curves of inlet water, as well as the cavitation coefficient and the degree of opening. The results of the trial for the pressure resistance of the valve body and the trial for the valve seat seal indicate that both the valve body strength and the valve seat seal meet the specifications. Comparing the noise trial results and simulation results reveals that the sound intensity and sound power level assessed by the trial and simulation are comparable, and the noise reduction impact of the control valve is positive.