兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (8): 2404-2413.doi: 10.12382/bgxb.2022.0389
收稿日期:
2022-05-16
上线日期:
2023-08-30
通讯作者:
基金资助:
LI Dingyuan1,2, FANG Bin2,*(), LI Yiming2, LIU Wenxi2
Received:
2022-05-16
Online:
2023-08-30
摘要:
针对翼板结合部流噪声控制问题,设计7种不同高度和间距的涡流发生器方案,采用数值模拟和试验相结合的方法开展降噪效果研究。由于在水中直接开展涡流发生器降噪试验验证存在较大困难,先选取在空气中进行数值模拟和试验验证,以分析确定涡流发生器方案的可行性。以SUBOFF模型为研究对象,采用大涡模拟的数值方法,以空气中非定常流体计算流体力学计算结果作为声源项,开展声类比方程的求解,获取流噪声的结果。通过不同涡流发生器方案的比较,分析涡流发生器的高度、间距这两个主要参数对翼板结合部流噪声的主要源头—马蹄涡控制的效果,确定针对SUBOFF模型具有最佳降噪效果的涡流发生器方案,并在消声风洞中对模型进行试验验证。研究结果表明,所设计的涡流发生器方案降低翼板结合部流噪声具有可行性,为后续在水中开展进一步研究奠定了基础。
中图分类号:
李定远, 方斌, 李一鸣, 刘文玺. 涡流发生器对翼板结合部流噪声的控制机理研究[J]. 兵工学报, 2023, 44(8): 2404-2413.
LI Dingyuan, FANG Bin, LI Yiming, LIU Wenxi. Control Mechanism of Vortex Generator to the Flow Noise of Wing-plate Junction[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(8): 2404-2413.
编号 | h | LVG |
---|---|---|
h-0.050H | 0.050H | 0.25H |
h-0.075H | 0.075H | 0.25H |
h-0.100H | 0.100H | 0.25H |
h-0.125H | 0.125H | 0.25H |
表1 方案组1的涡流发生器参数
Table 1 Vortex generator parameters of control group 1
编号 | h | LVG |
---|---|---|
h-0.050H | 0.050H | 0.25H |
h-0.075H | 0.075H | 0.25H |
h-0.100H | 0.100H | 0.25H |
h-0.125H | 0.125H | 0.25H |
编号 | h | LVG |
---|---|---|
LVG-0.225H | 0.075H | 0.225H |
LVG-0.250H | 0.075H | 0.250H |
LVG-0.275H | 0.075H | 0.275H |
LVG-0.300H | 0.075H | 0.300H |
表2 方案组2的涡流发生器参数
Table 2 Vortex generator parameters of control group 2
编号 | h | LVG |
---|---|---|
LVG-0.225H | 0.075H | 0.225H |
LVG-0.250H | 0.075H | 0.250H |
LVG-0.275H | 0.075H | 0.275H |
LVG-0.300H | 0.075H | 0.300H |
测点 | x/mm | y/mm | 测点 | x/mm | y/mm |
---|---|---|---|---|---|
1 | -500 | 2000 | 5 | -500 | 3000 |
2 | 0 | 2000 | 6 | 0 | 3000 |
3 | 500 | 2000 | 7 | 500 | 3000 |
4 | 1000 | 2000 | 8 | 1000 | 3000 |
表3 声场测点坐标
Table 3 Coordinates of sound field measuring points
测点 | x/mm | y/mm | 测点 | x/mm | y/mm |
---|---|---|---|---|---|
1 | -500 | 2000 | 5 | -500 | 3000 |
2 | 0 | 2000 | 6 | 0 | 3000 |
3 | 500 | 2000 | 7 | 500 | 3000 |
4 | 1000 | 2000 | 8 | 1000 | 3000 |
[1] |
doi: 10.1016/j.ast.2005.11.007 URL |
[2] |
doi: 10.1051/epjconf/20122502026 URL |
[3] |
doi: 10.1016/j.euromechflu.2015.11.006 URL |
[4] |
doi: 10.1016/j.renene.2019.04.148 URL |
[5] |
doi: 10.1016/j.ast.2005.04.003 URL |
[6] |
王建, 郭高锋, 延小超, 等. 一种平尾涡流发生器设计和流动控制研究[J]. 航空工程进展, 2022(6):116-124.
|
|
|
[7] |
田晓庆, 王刚, 王海洋, 等. 理想状况下涡流发生器尾涡特性[J]. 排灌机械工程学报, 2021, 39(11):1100-1104, 1124.
|
|
|
[8] |
江瑞芳, 赵振宙, 陈明, 等. 涡流发生器安装方式对风力机气动性能的影响[J]. 中国电机工程学报, 2023, 43(12):4639-4647.
|
|
|
[9] |
孙浩伟, 谭俊哲, 刘永辉, 等. 涡流发生器对潮流能水轮机翼型水动力学特性影响的数值模拟[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2022, 52(2):115-122.
|
|
|
[10] |
周星, 钟园. 大展弦比飞机的中外翼失速优化流动控制研究[J]. 复旦学报(自然科学版), 2022, 61(1):10-16.
|
|
|
[11] |
|
[12] |
黄红波, 陆芳, 丁恩宝. 涡流发生器在民船减振上的应用研究[J]. 中国造船, 2011, 52(增刊1): 68-75.
|
|
|
[13] |
舒礼伟, 李亮. 某水面船舶涡流发生器设计及流场数值计算验证[C]//第三十一届全国水动力学研讨会论文集(下册). 厦门: 海洋出版社, 2020:545-553.
|
|
|
[14] |
刘永伟, 付圣峰, 张峻铭, 等. 水下涡流发生器产生噪声的计算研究[C]//2016年全国声学学术会议论文集. 武汉: 《声学技术》编辑部, 2016:514-517.
|
|
|
[15] |
doi: 10.3390/app9040737 URL |
[16] |
姜虹旭. 基于涡流发生器的流动控制与降噪技术研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2019:75.
|
|
|
[17] |
马英华, 周李姜, 裴杰. 涡流发生器引起的流动阻力特性研究[J]. 中国水运(下半月), 2020, 20(3):6-8.
|
|
|
[18] |
裴杰. 基于流动控制技术减小导流罩水动力噪声的方法研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2020:63.
|
|
|
[19] |
尚大晶, 李琪, 商德江. 水下翼型结构流噪声试验研究[J]. 声学学报, 2012, 37(4): 416-423.
|
|
|
[20] |
姜宜辰, 赵月, 熊济时, 等. 水下航行器艇体形状对阻力及流噪声综合影响[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2022, 43(1):76-82, 138.
|
|
|
[21] |
曾文德, 王永生, 杨琼方. 全附体潜艇流噪声仿真计算[J]. 兵工学报, 2010, 31(9): 1204-1208.
|
|
[1] | 雷特, 武郁文, 徐高, 邱彦铭, 康朝辉, 翁春生. 基于大涡模拟方法的三维旋转爆轰流场结构研究[J]. 兵工学报, 2024, 45(1): 85-96. |
[2] | 游鹏, 周克栋, 赫雷, 缪桓举. 含运动弹头的手枪膛口射流噪声场特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(12): 2597-2605. |
[3] | 杨龙, 胡常莉, 罗倩. 不同攻角下绕平头回转体初生空化流动特性研究[J]. 兵工学报, 2020, 41(4): 711-719. |
[4] | 赵瑞, 荣吉利, 李跃军, 李海波. 整流罩母线形状对脉动压力环境的影响研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(5): 1020-1026. |
[5] | 董祥瑞, 陈耀慧, 董刚, 刘怡昕. 基于双微楔的高超声速激波与边界层干扰控制研究[J]. 兵工学报, 2016, 37(9): 1624-1632. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||