草帽型大跨空间结构的风压数值模拟与关键参数影响分析

基于计算流体动力学（CFD）和SST k-ε湍流模型,运用FLUENT软件针对草帽型大跨空间结构表面风压及其规律进行数值模拟和分析比较,运用典型算例分析对比模拟结果与既有文献结果,以验证数值模拟的可信性。系统性研究了结构高跨比等关键参数对草帽型空间结构表面不同部位风压分布的影响。     

结构损伤识别中噪声的模拟

在有限元仿真的结构振动信号上施加不同水平的噪声,采用随机子空间法,分别从各种噪声水平的信号中提取结构的模态参数。以无噪声信号得到的模态参数为标准值,计算了各信号噪声水平下模态参数的误差,得到了信号噪声水平与模态参数噪声水平的对应关系,给出了模拟模态参数噪声的方式。通过损伤识别算例,考察了识别效果对信号信噪比的要求。     

工业喷嘴喷注噪声的抑制技术研究

对于喷注噪声的控制,有效的方法是从声源上来降低或控制.根据喷注噪声产生原理,理论分析了适当改变喷口形状,使沿喷注轴向流速在垂直方向的梯度减小,可使湍流发声的声源强度减弱,从而使喷注噪声降低.数值计算结果表明改进后的喷口可降低喷注流速.实验证实改变喷注的流场可以有效的控制喷气噪声,可使噪声A声级降低3～4个分贝,且喷射压力没有显著降低.     

小型高速离心风机气动噪声数值模拟方法研究

针对载人航天飞行任务中环控生保系统对于空间噪声控制的要求,以某型号小型高速离心风机为研究对象,分析气动噪声产生机理,构建三维模型,运用ANSYS Fluent 软件,采用RNGκ-ε 模型、DES模型、LES模型进行瞬态数值仿真计算。对离心风机进行噪声试验研究,根据离心风机在轨实际工况,得到不同含氧率下的气动噪声分布情况。研究结果表明：气动噪声的噪声源主要位于风机蜗壳及蜗舌处。LES模型与试验结果吻合最好。工作在纯氧下的离心风机比空气下噪声高约1.81 %。文中所得结果可以用于载人航天上行风机设备的噪声仿真及地面试验,为小型高速离心风机降噪设计提供参考依据。     

离心风机减振降噪设计与应用实证

对某化学研究有限公司研发楼顶层46台玻璃钢离心风机进行噪声振动治理。在噪声的传播途径上设置封闭型的隔声房,在风机排风口安装消声器,并对该隔声房和消声器进行声学设计理论计算,通过减振设计计算来确定减振器的荷载选型。减振器及隔声房、消声器设置后,噪声排放值达到《工业企业厂界噪声排放标准》中的2级要求,并通过实测数据,进一步证实噪声治理措施的有效性。     

单根和双分裂导线风噪声的数值模拟研究

针对单根和双分裂导线风噪声采用混合计算方法进行数值模拟。基于导线的绞线结构进行建模,获得单导线风场和声场的分布特征,并与同直径的光滑圆柱结果进行对比,并针对水平和垂直布置双分裂导线风场和声场进行研究。研究表明:导线的阻力系数和总声压级均小于光滑圆柱,而斯特劳哈尔数大于光滑圆柱;在卓越频率段导线和光滑圆柱的风噪声呈现了明显的8字形指向性,而在远离卓越频率段呈现圆形指向,说明导线和圆柱风噪声是一种偶极子声源;导线和光滑圆柱风噪声的总声压级总体呈圆形、略呈8字形分布;垂直布置双分裂圆柱因相互之间无干扰,总声压级为两根单导线风噪声声压级之和;垂直布置的双分裂导线风噪声略小于水平布置双分裂导线风噪声。     

独立矩形截面超高层建筑的顺风向气动阻尼风洞试验研究

通过37个超高层建筑气动弹性模型的风洞试验,利用随机减量法从模型的风致加速度响应中识别了气动阻尼,并通过与前人相关研究成果及基于准定常理论的计算结果的比较验证了识别结果的正确性。在此基础上,研究了独立矩形截面超高层建筑顺风向气动阻尼的变化规律,考察了质量密度比、广义刚度、结构阻尼比、高宽比、宽厚比及风场类型对建筑结构气动阻尼比的影响。研究结果表明：超高层建筑顺风向气动阻尼比随折减风速变化的曲线近似一条单调增加的直线;结构阻尼比、质量密度比、宽厚比、折减风速、高宽比是影响顺风气动阻尼的比较重要的参数;广义刚度、风场类型相对影响较小。基于这些研究数据,拟合了超高层建筑顺风向气动阻尼比的经验公式,供工程设计人员参考。     

动车组牵引变流器冷却风机的噪声异常分析

针对某动车组牵引变流器冷却风机存在噪声异常的问题,开展装车测试和车间测试,分析导流罩、电机和油封橡胶等部件对冷却风机噪声的影响,并基于宽频噪声预测法对冷却风机进行流场仿真与噪声仿真,分析导流罩和叶轮间隙对噪声的影响。研究结果表明：噪声测试确定异常噪声来自冷却风机的气流经过导流罩时产生的高频气动噪声,人耳对于高频噪声较敏感而容易识别。噪声仿真发现随着导流罩与叶轮间隙增大,噪声辐射峰值先增大后减小,在3.6 mm时存在噪声峰值。将导流罩与叶轮间隙控制在1.5 mm～2.5 mm可有效解决噪声异常的问题。仿真与测试相结合的方法可为冷却风机产品的噪声性能优化改进提供指导。     

风场类型对方形超高层建筑顺风向气动阻尼的影响研究

摘要：通过8个典型超高层建筑气动弹性模型的风洞试验,利用随机减量法从模型的风致加速度响应中识别了气动阻尼,并通过与前人相关研究成果及基于准定常理论的计算结果的比较,验证了识别结果的正确性。在此基础上,研究了典型超高层建筑顺风向气动阻尼比的变化规律,考察了风场类型对建筑结构顺风向气动阻尼比的影响。研究结果表明：在I－IV类风场下,建筑结构的气动阻尼比随折减风速增长的速度渐缓;在V－VIII类风场下,风场对顺风向气动阻尼比的影响不是很显著。基于大量矩形截面超高层建筑顺风向气动阻尼特性研究,并结合风场类型的影响,给出相应的经验公式,供工程设计人员参考。     

基于波束形成方法的货车车外加速噪声声源识别

综合基于波束形成的噪声源识别方法和外场车外加速噪声测量技术,构建一套完整的针对运动声源的车外加速噪声外场声源识别测试系统,给出了相应的测试计算流程与方法。利用该系统完成货车车外加速噪声声源识别试验,确定发动机为该货车车外加速噪声的主导噪声源,且对应最大噪声时刻发动机转速为２４００ｒ／ｍｉｎ。进一步的发动机噪声源识别结果表明：涡轮增压器、发电机、气缸盖罩是其主要噪声辐射源。     

超高层双塔建筑体型系数风洞试验研究

超高层建筑表面的风压分布对建筑表面围护结构的安全使用有重要影响。据某超高层建筑的刚性模型风洞测压试验,研究了超高层建筑周围在有、无干扰建筑的情况下,表面的风压分布特性以及一些特殊测点在不同风向角的情况下风压的变化规律。结果表明：当来流风向与平面垂直时,平面上的测点取到最大正压,当来流风向与平面平行时,平面上测点往往负压最大;环境建筑对该高层建筑侧风面的风压影响较大,但风压的分布趋势不变,不同在于会放大局部风压,尤其是建筑中部。为其结构设计提出一些建议。     

复杂周边环境下超高层建筑的强风动力响应特性

对处于强风地区复杂周边环境下的某方形截面超高层建筑分别进行了刚性模型测压试验和高频天平测力试验。基于测压试验得到的结构表面的风压分布,采用随机振动理论,进行了风致振动响应计算,结果表明其上下一致的方形截面导致漩涡脱落强烈,强风下横风向涡激响应非常显著,值得重视。在高频天平测力试验得到的基底弯矩谱上同样可以看到在涡脱频率附近的显著峰值。基于基底弯矩谱试验值同样计算了结构的风致振动响应,其结果与基于刚性模型测压试验计算的各响应非常接近,从而验证了2 种试验方法的可靠性。     

轿车风噪声及其测量

本文介绍了轿车风噪声的形成及其重要的影响因素,以及轿车风噪声的测量方法。     

边界元法风力机近尾迹区域气动噪声研究

以新系列翼型风力机为研究对象,针对设计风速最佳攻角含有叶尖涡的复杂流动,首先采用分区域过渡层的滑移网格结合叶片近壁区的贴体网格方法,获得叶轮近尾迹区域的流场流动信息高精度计算结果;然后采用间接边界元方法建立无界声场中风力机声辐射的边界元数学模型,获得风力机近尾迹区域声场细节信息.结果表明:声压变化规律为在风轮近尾迹区域截面上,声压值沿半径方向存在脉动变化强烈的3个区域,并且都存在峰值,声压值最大的地方出现在叶尖涡区域,经过叶尖涡区域后,沿半径方向声压值逐渐降低.     

高层建筑物单向三折叠爆破拆除数值模拟

为了研究高层建筑物爆破拆除倾倒过程及倒塌效果,以宁波一大厦单向三折叠爆破拆除为例,对其爆破拆除过程进行了数值模拟。根据大厦的实体结构,采用LS-DYNA对其建立了分离式共节点模型,对建筑物倒塌过程进行了数值模拟计算,分析了主要承重梁的内部结构变化,并与实际爆破拆除过程进行了对比。结果表明,采用分离式共节点模型可以很好地模拟高层建筑物倒塌过程,且模拟的倒塌过程与实际的倒塌过程比较吻合,可为类似工程提供参考。     

高层建筑物单向三折叠爆破拆除数值模拟

为了研究高层建筑物爆破拆除倾倒过程及倒塌效果,以宁波一大厦单向三折叠爆破拆除为例,对其爆破拆除过程进行了数值模拟。根据大厦的实体结构,采用LS-DYNA对其建立了分离式共节点模型,对建筑物倒塌过程进行了数值模拟计算,分析了主要承重梁的内部结构变化,并与实际爆破拆除过程进行了对比。结果表明,采用分离式共节点模型可以很好地模拟高层建筑物倒塌过程,且模拟的倒塌过程与实际的倒塌过程比较吻合,可为类似工程提供参考。     

雷暴冲击风作用下高层建筑风压频域特性

为研究雷暴冲击风作用下高层建筑风压的频域特性,采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风,对矩形高层建筑模型进行测压试验。根据试验数据,对模型表面的脉动风压系数功率谱、水平和竖向相关系数、水平及竖向相干函数进行了详细分析,讨论了模型所在径向位置对脉动风压频域特性的影响。结果表明:各径向位置处模型迎风面的脉动风压功率谱与来流脉动风速谱基本一致;侧面与背风面脉动风压的能量主要集中在旋涡脱落频率处;风压相关性随测点间距离的增大而减小;迎风面风压的水平和竖向相干性均较强,脉动风压同步性较好;侧面测点风压水平相干性在折减频率小于0.2时较为显著,竖向相干性在整个频率范围内相对较好;背风面测点风压的水平和竖向相干性在折减频率小于0.1时较好,随着折减频率增大,相干性迅速减弱;迎、背风面中心测点风压在折减频率0.06附近存在较强的水平相干性,相位角相差180°左右,脉动风压呈现相反的相位特征。     

大跨屋盖风荷载的频域特性试验研究

在大气边界层风洞中通过模拟大气边界层风场对广州国际会展中心模型进行测压试验,获得了测点的在36个风向角下的风荷载。对风荷载的功率谱、相关系数、相干函数进行了细致分析,讨论了风场对脉动风压频域特性的影响。得出一些结论：脉动风压功率谱表现很强的漩涡脱落特征,其斯脱罗哈数约为0.295;测点风压相关系数横风向强于顺风向,均随着测点间距的增大而减小,并且边缘区域测点的相关性高于中间区域测点;测点风压的相干系数随着测点距离的增大而减小,且顺风向高于横风向。     

超高层建筑的中央空调水系统设计与分析

以深圳某办公楼为例,提出超高层建筑中央空调水系统的3种设计方案,并对其进行分析与比较。     

声学风洞中的高速列车模型气动噪声试验研究

研究借助气动-声学风洞试验平台,首先针对某高速列车的1：8缩尺比例的三车编组模型建立了气动噪声试验方法和突显不同的噪声源的模型处理方法,并结合流场外自由场传声器和传声器阵列的测量结果,分析了模型上的主要噪声源特性及对整个模型的贡献量大小。研究表明：转向架和受电弓噪声是模型的最主要噪声源,其次是车连接部位间隙,再次是鼻尖和排障器,最后是尾车,同时,并给出了这些噪声源的特性,这对于认识高速列车气动噪声和改善设计有重要的参考价值。研究也说明所提出的试验研究方法是一种研究高速列车气动噪声较为有效地方法。