结合并行策略与距离减缩法的搜索算法及其在CAA中的应用 被引量：1

1

作者 余培汛 杨海 +1 位作者 潘凯 韩啸 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期255-260,共6页

为提高流场与声场信息传递效率,建立了一种耦合MPI并行策略与改进距离减缩法的搜索算法。在完成点搜索后,采用一种适合于结构和非结构网格的形函数插值算法进行流场插值,实现了流场信息从流场网格到声场网格的快速传递。针对网格点搜索... 为提高流场与声场信息传递效率,建立了一种耦合MPI并行策略与改进距离减缩法的搜索算法。在完成点搜索后,采用一种适合于结构和非结构网格的形函数插值算法进行流场插值,实现了流场信息从流场网格到声场网格的快速传递。针对网格点搜索算法效率的验证,选用二维30P30N三段翼为研究对象,在不同的子进程数下进行对比分析。结果表明,相对于传统的距离减缩算法,本文提出的改进算法能有效提高CAA网格点的搜索效率,并且效率随着子进程数的增加而提高。在此基础上,将建立的流场与声场信息传递技术模块应用于CAA方法中,并对二维NACA0012翼型的后缘噪声问题进行计算分析,计算结果反映基于流场与声场信息快速传递算法的CAA方法能有效模拟宽频气动噪声问题。 展开更多

关键词 流场 声场 算法 计算气动声学 宽频噪声 翼型

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国内高速列车气动噪声研究进展概述 被引量：32

2

作者 孙振旭 姚永芳 +2 位作者 杨焱 杨国伟 郭迪龙 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期385-397,共13页

随着运行速度的提升,气动噪声逐渐成为高速列车最主要的噪声源,并极有可能成为新设计高速列车的一个技术瓶颈。开展高速列车气动噪声研究,明晰高速列车气动噪声机理与规律,发展低噪声高速列车外形设计对更高速度级的高速列车研发具有重... 随着运行速度的提升,气动噪声逐渐成为高速列车最主要的噪声源,并极有可能成为新设计高速列车的一个技术瓶颈。开展高速列车气动噪声研究,明晰高速列车气动噪声机理与规律,发展低噪声高速列车外形设计对更高速度级的高速列车研发具有重要意义。本文主要对自2010年以来国内进行的高速列车气动噪声研究进行梳理总结。首先详细介绍了高速列车气动噪声研究采用的一系列方法,主要从实车试验、风洞实验以及数值模拟方法三个方面展开。在掌握高速列车气动噪声研究方法的基础上,进而探讨了当前高速列车气动噪声研究的现状,重点就高速列车气动噪声源识别、主要噪声源机理与特性、噪声源优化等方向进行了阐述,并明确了当前研究获得的一些主要结论。最后简要探讨了高速列车气动噪声未来可能的研究方向。 展开更多

关键词 高速列车 气动噪声 噪声源 声辐射 气动噪声优化 计算气动声学

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低马赫数射流噪声的数值计算研究 被引量：6

3

作者 潘甫生 邓兆祥 +1 位作者 赵海军 杨杰 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期34-38,共5页

针对抗性消声器中扩张结构和尾管引起的射流噪声问题,建立了低马赫数射流噪声有限元分析模型。基于双方程k-ε紊流模型理论对射流速度场进行了计算,发现喷射流的势核周围形成一段湍化程度极高的气流。采用Lighthill-Curle声学理论预测... 针对抗性消声器中扩张结构和尾管引起的射流噪声问题,建立了低马赫数射流噪声有限元分析模型。基于双方程k-ε紊流模型理论对射流速度场进行了计算,发现喷射流的势核周围形成一段湍化程度极高的气流。采用Lighthill-Curle声学理论预测了射流噪声,并通过试验对比验证了模型和数值计算方法的正确性。研究表明,喷射噪声主要集中在势核周围,说明势核是引起射流噪声的主要原因。通过对指向性的研究表明,低马赫数射流最大噪声主要分布范围为15°~60°。 展开更多

关键词 内燃机 低马赫数 射流噪声 计算气体声学 指向性

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采用计算气动声学研究高速列车表面偶极子声源外辐射的指向性 被引量：8

4

作者 郑拯宇 李人宪 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2012年第6期42-46,共5页

将边界元声场分析方法与流体动力学分析技术有机结合起来,在某高速列车边界元模型中,导入流场脉动压力数据并在声学网格上转换成气动偶极子声源边界条件,采用直接边界元算法实现了基于表面偶极子声源的列车气动噪声外辐射声场的数值仿真... 将边界元声场分析方法与流体动力学分析技术有机结合起来,在某高速列车边界元模型中,导入流场脉动压力数据并在声学网格上转换成气动偶极子声源边界条件,采用直接边界元算法实现了基于表面偶极子声源的列车气动噪声外辐射声场的数值仿真,在此基础上对列车气动噪声外辐射场声压力分布规律以及车身表面偶极子源外辐射的指向性等特性进行了分析。研究表明:列车两侧的正横方向为车身表面偶极子声源主要水平声辐射方向,在离声源中心25m距离上可达80dB左右;车顶上方为主要横向声辐射声域,25m距离上可达83dB;频率越高,车身表面偶极子声源的指向性越强。 展开更多

关键词 车辆工程 气动噪声 计算气动声学 偶极子声源 边界元法 指向性分析

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高速列车过隧气压爆波的声学特征与传感器选型 被引量：5

5

作者 杨志刚 谭晓明 +1 位作者 梁习锋 任鑫 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1329-1333,共5页

基于传感器的选型对气压爆波的测试结果有较大影响,利用实验结果研究不同速度级下气压爆波的时频特征。利用高阶谱差分的CAA数值仿真技术研究气压爆波的远近场特性变化规律。在此基础上,对比分析采用3种不同传感器测试结果的合理性和准... 基于传感器的选型对气压爆波的测试结果有较大影响,利用实验结果研究不同速度级下气压爆波的时频特征。利用高阶谱差分的CAA数值仿真技术研究气压爆波的远近场特性变化规律。在此基础上,对比分析采用3种不同传感器测试结果的合理性和准确性,给出不同情况下传感器的选型规律。研究结果表明:气压爆波能量主要分布在次声波区域;隧道口外气动噪声源分布在2倍管口直径范围内;气压爆波在制定行业标准时需要综合考虑气压爆波幅值和频谱特性。 展开更多

关键词 气压爆波 传感器 高阶谱差分 计算气动声学 频谱特性

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用切比雪夫谱元方法求解均匀流场中的声传播问题 被引量：8

6

作者 张荣欣 秦国良 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期120-124,共5页

利用谱元方法中的无穷光滑插值函数的高阶精度特点,结合隐式时间推进算法的稳定性,推导并实现了低马赫数均匀流场中声波动方程的切比雪夫谱元解法,进而得到了流场影响下的声传播问题的数值解.该解法对均匀流场中的声传播问题在空间上进... 利用谱元方法中的无穷光滑插值函数的高阶精度特点,结合隐式时间推进算法的稳定性,推导并实现了低马赫数均匀流场中声波动方程的切比雪夫谱元解法,进而得到了流场影响下的声传播问题的数值解.该解法对均匀流场中的声传播问题在空间上进行谱元离散,在边界上引入Clay-ton-Engquist-Majda吸收边界条件,在时间上利用隐式Newmark积分方法推进求解.算例与解析解的对比验证表明:该解法在空间上可以实现高阶精度,在时间上达到2阶精度;使用的隐式New-mark时间积分方法稳定性好,计算工作量相对较小;当数值解达到稳态传播时和解析解吻合得非常好.随着计算条件的飞速发展,加密网格并采用更高阶的切比雪夫谱逼近可以进一步提高精度,以适应计算气动声学的精度要求,另外可尝试采用更高精度的吸收边界条件以改善边界反射对计算声场的干扰. 展开更多

关键词 计算气动声学 谱元方法 吸收边界条件 高精度

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基于格子Boltzmann方法的气动声学计算 被引量：2

7

作者 司海青 石岩 +1 位作者 王兵 吴晓军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期616-620,共5页

研究了应用于气动声学计算中的格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann method,LBM),采用非平衡外推格式处理壁面边界条件,远场无反射边界条件采用吸收层边界条件。首先,将LBM应用于顶盖驱动的空腔流动模拟进行程序验证;然后,数值研究气... 研究了应用于气动声学计算中的格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann method,LBM),采用非平衡外推格式处理壁面边界条件,远场无反射边界条件采用吸收层边界条件。首先,将LBM应用于顶盖驱动的空腔流动模拟进行程序验证;然后,数值研究气动声学中的几个典型问题,特别讨论了黏性对LBM数值解的影响,并与传统的四阶精度低色散保持格式(Dispersion-relation-preserving,DRP)比较,检验了该方法模拟气动声学基本问题的能力,为进一步运用该方法模拟复杂物体产生噪声奠定基础。研究表明,尽管标准LBM方法在时间、空间上仅有二阶精度,但是,LBM方法计算得到的结果能和分析解保持一致,它是有效且可行的气动声学计算方法。 展开更多

关键词 格子BOLTZMANN方法 壁面边界条件 吸收层边界条件 计算气动声学 计算流体力学

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某涡轮级三维流场非定常数值研究 被引量：1

8

作者 母忠强 乔渭阳 罗华玲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期169-174,共6页

基于耦合Lantry-Menter转捩模型的SST(Shear stress transport)湍流模型,对某涡轮级在3个雷诺数工况下的全三维流场分别进行了定常、非定常数值模拟,目的在于对比分析两种计算方法所得结果之间的差异。计算结果表明,进口雷诺数为4×... 基于耦合Lantry-Menter转捩模型的SST(Shear stress transport)湍流模型,对某涡轮级在3个雷诺数工况下的全三维流场分别进行了定常、非定常数值模拟,目的在于对比分析两种计算方法所得结果之间的差异。计算结果表明,进口雷诺数为4×104时和5×105时,定常与非定常计算的涡轮级效率的差异较大,最大相差0.6个百分点,而当雷诺数为8×104时,两者差异很小;非定常计算能够较好的模拟叶尖泄漏涡的发展过程、低雷诺数下上游尾迹与下游转子叶片吸力面分离边界层干涉诱导卷起涡的形成、输运及其所导致的叶片吸力面表面压力大幅波动等非定常流动现象。最后,给出了转子出口截面上周向与径向的非定常压力脉动的分布,为基于Lighthill声类比方法的计算气动声学研究奠定了基础。 展开更多

关键词 涡轮 非定常流 雷诺数 效率 间隙流动^+ 尾迹干涉^+ 压力脉动 数值仿真 计算气动声学^+

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有均匀平均流的圆环管道声模态及其应用

9

作者 柳占新 黄其柏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第13期1558-1563,共6页

有平均流的圆环管道中的声传播规律不仅为计算气动声学提供验证算例,还可以由此近似研究一些复杂结构的声传播现象。从控制方程出发,推导了有平均流的圆环管道声模态的色散与声功率的关系,并提供了求解超越色散关系方程的方法,得到了单... 有平均流的圆环管道中的声传播规律不仅为计算气动声学提供验证算例,还可以由此近似研究一些复杂结构的声传播现象。从控制方程出发,推导了有平均流的圆环管道声模态的色散与声功率的关系,并提供了求解超越色散关系方程的方法,得到了单个声模态的解析表达式。以圆环管道中的单个声模态作为输入,模拟了涡扇发动机进气道的声传播过程。 展开更多

关键词 圆环管道 声模态 计算气动声学 喷气发动机 进气道

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谱元法应用于涡声传播问题的研究 被引量：2

10

作者 包振忠 秦国良 +1 位作者 耿艳辉 和文强 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期110-114,120,共6页

为了满足计算气动声学对低色散、低耗散高精度数值离散格式的需求,将高精度谱元法结合声比拟理论应用于求解气动声学问题。以伪声压的时间二阶导数作为非齐次波动方程的声源项,空间离散采用谱元法,时间离散应用隐式Newmark法,并在外边... 为了满足计算气动声学对低色散、低耗散高精度数值离散格式的需求,将高精度谱元法结合声比拟理论应用于求解气动声学问题。以伪声压的时间二阶导数作为非齐次波动方程的声源项,空间离散采用谱元法,时间离散应用隐式Newmark法,并在外边界采用C-E-M吸收边界条件,求解了由两个相距为2r0的等环量点涡组成的同向旋转涡对的发声问题。旋转涡对的不可压缩流场通过复位势理论获得,声源由流场量计算得来,并将数值结果与应用多级匹配展开法得到的解析解进行比较,可得数值解与分析解吻合较好。研究结果表明:应用高精度谱元法进行空间离散时,每波长的网格数为11时可达到很高的精度;网格数一定的情况下,时间步长越小得到的数值解与分析解之间的误差就越小;另外,证明了将伪声压对时间的二阶导数作为声源项,能够高精度求解不可压缩流动引起的气动声学问题。 展开更多

关键词 计算气动声学 谱元法 声比拟理论 吸收边界条件 有限元 同向旋转涡对

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同向旋转涡对发声的数值研究

11

作者 包振忠 秦国良 +2 位作者 和文强 王亚洲 穆毅伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第13期43-48,共6页

为深入探索流动发声的机理,将Ribner和Meecham提出的膨胀理论扩展到有背景流场存在的情形下,并对同向旋转涡对的发声问题进行了数值求解。空间离散采用高精度谱元法,时间推进采用隐式Newmark法,并在外边界采用Eliane-Dan-Thomas吸收边... 为深入探索流动发声的机理,将Ribner和Meecham提出的膨胀理论扩展到有背景流场存在的情形下,并对同向旋转涡对的发声问题进行了数值求解。空间离散采用高精度谱元法,时间推进采用隐式Newmark法,并在外边界采用Eliane-Dan-Thomas吸收边界条件。计算结果与用匹配渐进展开法得到的解析解进行比较,数值解与解析解吻合较好。另外计算了同向旋转涡对在不同旋转马赫数、均匀流场、剪切流场影响下的发声情况,并且对其频谱成分进行了分析。研究结果表明:谱元法结合膨胀理论能够高精度求解不可压缩流动引起的气动声学问题;吸收边界条件的使用有效降低了声波在边界处的反射;随着旋转马赫数的增大,声波波长减小,声源强度增大,峰值频率也随之增大;在均匀流场和剪切流场的作用下,声场呈现了典型的多普勒效应。 展开更多

关键词 计算气动声学 谱元法 声比拟理论 膨胀理论 吸收边界条件 同向旋转涡对

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