国家噪音标准 1 GB3096-1993 《城市区域环境噪声标准》（dB（A）） 类别区域白天夜晚 0 安静疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区 域。位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5 dB 执行。 50 40 Ⅰ居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类 标准。 55 45 Ⅱ居住、商业、工业混杂区。60 50 Ⅲ工业区。65 55 Ⅳ城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道 两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声 （指不通过列车时的噪声水平）限值也执行该类标准。 70 55 1）夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值15 dB。 2）各类标准适用区域由当地人民政府划定。 3）昼间、夜间的时间由当地人民政府按当地习惯和季节变化划定。（北京地区为白天6:00-21:59，夜晚22:00-5:59） 4）标准规定，城市区域环境噪声的测量位置在居住窗外或厂界外1米处。一般地，室外环境噪声通过打开的窗户传入室内大致比室内低10 dB。 2 GB12348-1990《工业企业厂界噪声标准》 标准限值等效声级dB （A） 类别区域白天夜晚Ⅰ居住、文教机关为主的区域。55 45 Ⅱ居住、商业、工业混杂区及商业中心区。60 50 Ⅲ工业区。65 55 Ⅳ城市中的道路交通干线道路两侧区域。70 55 夜间频繁突发的噪声（如排气噪声）。其峰值不准超过标准值10 dB，夜间偶然突发的噪声（如短促鸣笛声），其峰值不准超过标准值15 dB。
3 GB/T17249.1-1998 《声学——低噪声工作场所设计》 推荐的各种工作场所背景噪声级 稳态A 声级 dB （A ） 房间类型 dB(A) 备注 会议室 30-35 背景噪声是指室内技术设备（如通风系统）引起的噪声或者是室外传来的噪声，此时对工业性工作场所而言生产用机器设备没有开动。 适用范围：本标准适用于新建或已有工作场所噪声问题的规划。适用于装设有机器的各种工作场所。 教室 30-40 个人办公室 30-40 多人办公室 35-45 工业实验室 35-50 工业控制室 35-55 工业性工作场所 65-70 4 GBJ87-198 5 《工业企业厂区噪声控制设计规范》 工业企业厂区内各类地点噪声标准 序号 地点类别 噪声限值 dB(A) 备注 1 生产车间及作业场所（工人每天连续接触噪声8小时） 90 1、 本表所列噪声限值， 均应按现行国家标准测量确定。 2、 对于工人每天接触噪 声不足8小时的场合，可按实际接触噪声的时间，按接触时间减半噪声限值增加3 dB 的原则，确定其噪声限值。 3、 本表所列室内背景噪 声级，指在室内无声源发声条件下，从室外经由墙、门、窗（门窗启闭状态为常规状态）闯入室内的室内平均噪声级 2 高噪声车间设置的值班室、观察室、休息室（室内背景噪声级） 75 3 精密装配线、精密加工车间的工作地点、计算机房（正常工作状态） 70 4 车间所属办公室、实验室、设计室（室内背景噪声级） 70 5 主控制室、集中控制室、通讯室、电话总机室、消防值班室（室内背景噪声级） 60 6 长部所属办公室、会议室、设计室、中心实验室（室内背景噪声级） 60 7 医务室、教室、哺乳室、托儿所、工人值班室（室内背景噪声级） 55 适用范围：本标准适用于工业企业的新建、改建、扩建和技术改造工程的噪声（脉冲噪声除外）控制设计。新建、改建、扩建工程的噪声控制设计必须与主题工程设计同时进行。
国家噪声标准文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
国家环境噪声标准 银川正大有限公司收编 2013年5月29日
●《工业企业噪声卫生标准》 ●国际标准化组织公布了《职业性噪声暴露和听力保护标准》ISO1999 ●GBJ87-1985《工业企业噪声控制设计规范》 工业企业厂区内各类地点噪声标准 ●GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》 /dB 标准限值等效声级 L Aeq
适用范围：本标准适用于城市区域环境噪声评价。乡村生活区参照，夜间突发噪声，其最大值不准超过标准值15分贝。 ●GB12348-1990《工业企业厂界噪声标准》 /dB 标准限值等效声级 L Aeq 适用范围：本标准适用于工厂及有可能造成噪声污染的企事业单位的边界噪声评价。Ⅰ类标准适用于居住、文教机关为主的区域 Ⅱ类标准适用于居住、商业、工业混杂区以及商业中心区 Ⅲ类标准适用于工业区域 Ⅳ类标准适用于交通干线道路两侧区域 夜间频繁突发噪声（如排气），其峰值不准超过标准10dB(A)；夜间偶发噪声（如鸣笛），其峰值不准超过标准15dB(A)。 ●GB12523-1990《建筑施工场界噪声限值》 标准限值等效声级 L /dB Aeq
适用范围：本标准适用于城市建筑施工期间施工场地产生的噪声评价。 ●GB9660-1988《机场周围飞机噪声环境噪声标准》 /dB 标准限值 L WECPN 适用范围：本标准适用于机场周围受飞机通过时所产生噪声影响的区域评价。 一类区域：特殊住宅区、居民、文教区；二类区域：除一类区域以外的生活区 ●GB12525-1990《铁路边界噪声限值及其测量方法》 /dB 标准限值等效声级 L WECPN 适用范围：本标准适用于城市铁路边界距铁路外侧轨道中心线30m处的噪声评价。 ●GB/T3450-1994《铁路机车司机室允许噪声值》 铁路机车司机室内噪声限值 适用范围：本标准稳态噪声允许值适用于铁路干线机车司机室的噪声检验，等效噪声允许值适用于对铁路运营司机室噪声的卫生评价。 ●GB/T12861-1991《铁路客车噪声的评价》 /dB 客车车内噪声标准限值平均稳态A声级 L A
国家环境噪声标准 大连兆和科技发展有限公司收编 2003年5月29日
●《工业企业噪声卫生标准》 ●国际标准化组织公布了《职业性噪声暴露和听力保护标准》ISO1999 ●GBJ87-1985《工业企业噪声控制设计规范》 工业企业厂区内各类地点噪声标准 ●GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》 标准限值等效声级 L Aeq/dB 准值15分贝。
●GB12348-1990《工业企业厂界噪声标准》 标准限值等效声级 L Aeq/dB Ⅰ类标准适用于居住、文教机关为主的区域 Ⅱ类标准适用于居住、商业、工业混杂区以及商业中心区 Ⅲ类标准适用于工业区域 Ⅳ类标准适用于交通干线道路两侧区域 夜间频繁突发噪声（如排气），其峰值不准超过标准10dB(A)；夜间偶发噪声（如鸣笛），其峰值不准超过标准15dB(A)。 ●GB12523-1990《建筑施工场界噪声限值》 标准限值等效声级 L Aeq/dB ●GB9660-1988《机场周围飞机噪声环境噪声标准》 标准限值 L WECPN/dB 适用范围：本标准适用于机场周围受飞机通过时所产生噪声影响的区域评价。 一类区域：特殊住宅区、居民、文教区；二类区域：除一类区域以外的生活区 ●GB12525-1990《铁路边界噪声限值及其测量方法》 标准限值等效声级 L WECPN/dB 适用范围：本标准适用于城市铁路边界距铁路外侧轨道中心线30m处的噪声评价。
●GB/T3450-1994《铁路机车司机室允许噪声值》 铁路机车司机室内噪声限值 运营司机室噪声的卫生评价。 ●GB/T12861-1991《铁路客车噪声的评价》 客车车内噪声标准限值平均稳态A声级 L A/dB 电车和上述车种的合造车噪声评价。不适用于动车组的车辆噪声评价。公务车、卫生车、维修 车和试验车等特殊用途车以及其他有特殊要求的客车，除允许噪声级及测点位置按设计及使用 需有特殊要求外，其他也应符合本标准。 客车车外噪声标准限值平均稳态A声级 L A/dB 适用范围：本标准适用于各种客车静止时，空调机组及发电机组满负荷运转时，距离管道中心线3.5m处测量的车外噪声限值。 ●GB13669-1992《铁路机车辐射噪声限值》 铁道机车辐射噪声标准限值平均稳态A声级 L A/dB 适用范围：本标准适用于新设计、新制造或经大修后出厂的铁道电力、内燃和蒸汽机车的辐射噪声检验。
湍流形成的真实原因—射流涡街现象的深入力学分析 (2011-12-25 07:04:32) 标签： 分类：流体力学涡流理论 科学论文 流体力学理论 实验分析 新涡街现象 杂谈 湍流真实成因解密—新发现射流涡街现象力学原理深入分析 刘昌喆发现了与卡门涡街不同的射流涡街，在射流涡街实验中，演示了低速入塘射流会有左右交替生成涡街现象，速度升高以后射流还会出现甩尾现象。参见本博图片。自然河流中也常有射流涡街现象，不过至今还没有多少人对此注意。刘昌喆于2011年录到了深圳沙河中射流涡街视频影像。参见我新浪博客新发现涡街日志中视频。 北京航空学院（现在的中国航空航天大学）著名教授宁幌讲课说过“流体经不住搓，一搓就有涡。”这话最早出自普朗特关门女弟子、北航创始人陆士嘉教授。这种大家熟识的现象力学过程涉及新涡流学理论，对它详细的分析不在本文范围。简单地描述就是速度差会产生局部低压区域，也可以称为“涡核”。因低压区使低压区具有速度差部分流束受到法向力，产生法向加速度旋转成涡（或曲线偏转）。 常态速度差的流体“搓出”的涡（或曲线偏转）不会是单独孤立的，一个形成的涡会随流滚动（曲线偏转会随流移动），后面新的速度差条件就会形成新涡，这样就能形成间断的涡系列（或连续的振荡曲线）。射流的速度差是双面对称存在的，所以两边都有搓出涡的条件。在一面形成涡旋的后部旋流对于另一面有法向干扰，这一干扰诱导加速了这另一面搓成涡速度，在干扰者身后的对面迅速形成旋向相反的新涡。这样的过程交替反复，所以会左右交替形成涡列（或正弦振荡曲线）。这交错对应的两个涡列就是射流涡街，以上就是射流涡街形成过程的力学解释。在自然界中这种现象的痕迹随处可见，如小股溪流冲过松软平坦的泥滩时，所留下的沟痕不是笔直而是弯曲的。自然界无论湍急还是舒缓的河流的河岸也基本都是左右交替弯曲，也是这个道理。所以射流涡街理论也是研究堤岸冲刷力学的理论，值得人们深入研究它。
由于航发燃烧室中的流动特性极其复杂，要想提高数值计算的预测能力,必须要慎重选择湍流模型。用四种不同的湍流模型对带双径向旋流杯的下游流场进行数值模拟,将计算结果与实验结果作对比，比较各湍流模型的原理和物理基础，优劣，并分析流场速度分布和回流区特性。 涉及的湍流模型： 标准k-ε湍流模型（SＫE) １标准k-ε湍流模型有较高的稳定性,经济性和计算精度，应用广泛,适合高雷诺数湍流，但不适合旋流等各向异性较强的流动。 2简单的湍流模型是两个方程的模型，需要解两个变量，即速度和长度。在fｌｕｅｎt中，标准 k-ε湍流模型自从被Lauｎdeｒand Spalｄing 提出之后，就变成流场计算中的主要工具。其在工业上被普遍应用,其计算收敛性和准确性都非常符合工程计算的要求。 3但其也有某些限制,如ε方程包含不能在壁面计算的项，因此必须使用壁面函数。另外，其预测强分离流,包含大曲率的流动和强压力梯度流动的结果较弱。 它是个半经验的公式,是从实验现象中总结出来的。 动能输运方程是通过精确的方程推导得到,耗散率方程是通过物理推理，数学上模拟相似原型方程得到的。 应用范围：该模型假设流动为完全湍流，分子粘性的影响可以忽略,此标准κ－ε模型只适合完全湍流的流动过程模拟。 可实现的ｋ-ε模型是才出现的,比起标准k-ε模型来有两个主要的不同点：·可实现的k－ε模型为湍流粘性增加了一个公式。 ·为耗散率增加了新的传输方程,这个方程来源于一个为层流速度波动而作的精确方程。 术语“rｅalizablｅ”,意味着模型要确保在雷诺压力中要有数学约束，湍流的连续性。 应用范围： 可实现的k-ε模型直接的好处是对于平板和圆柱射流的发散比率的更精确的预测。而且它对于旋转流动、强逆压梯度的边界层流动、流动分离和二次流有很好的表现。 可实现的k－ε模型和RＮG k－ε模型都显现出比标准k－ε模型在强流线弯曲、漩涡和旋转有更好的表现。由于带旋流修正的k-ε模型是新出现的模型，所以还没有确凿的证据表明它比ＲＮＧｋ－ε模型有更好的表现。但是最初的研究表明可实现的k-ε模型在所有k-ε模型中流动分离和复杂二次流有很好的作用。 该模型适合的流动类型比较广泛,包括有旋均匀剪切流,自由流(射流和混合层）,腔道流动和边界层流动。对以上流动过程模拟结果都比标准k-ε模型的结果好，特别是可再现k－ε模型对圆口射流和平板射流模拟中,能给出较好的射流扩张。
一般来说，DES和LES是最为精细的湍流模型，但是它们需要的网格数量大，计算量和内存需求都比较大，计算时间长，目前工程应用较少。 S-A模型适用于翼型计算、壁面边界层流动，不适合射流等自由剪切流问题。 标准K-Epsilon模型有较高的稳定性、经济性和计算精度，应用广泛，适用于高雷诺数湍流，不适合旋流等各相异性等较强的流动。 RNG K-Epsilon模型可以计算低雷诺数湍流，其考虑到旋转效应，对强旋流计算精度有所提供。 Realizable K-Epsilon模型较前两种模型的有点是可以保持雷诺应力与真实湍流一致，可以更加精确的模拟平面和圆形射流的扩散速度，同时在旋流计算、带方向压强梯度的边界层计算和分离流计算等问题中，计算结果更符合真实情况，同时在分离流计算和带二次流的复杂流动计算中也表现出色。但是此模型在同时存在旋转和静止区的计算中，比如多重参考系、旋转滑移网格计算中，会产生非物理湍流粘性。因此需要特别注意。专用于射流计算的Realizable k-ε模型。 标准K-W模型包含了低雷诺数影响、可压缩性影响和剪切流扩散，适用于尾迹流动、混合层、射流、以及受壁面限制的流动附着边界层湍流和自由剪切流计算。 SST K-W模型综合了K-W模型在近壁区计算的优点和K-Epsilon模型在远场计算的优点，同时增加了横向耗散导数项，在湍流粘度定义中考虑了湍流剪切应力的输运过程，适用更广，可以用于带逆压梯度的流动计算、翼型计算、跨声速带激波计算等。 雷诺应力模型没有采用涡粘性各向同性假设，在理论上比前面的湍流模型要精确的多，直接求解雷诺应力分量（二维5个，三维7个）输运方程，适用于强旋流动，如龙卷风、旋流燃烧室计算等。 ！！！！！ 所以在选择湍流模型时要注意各个模型是高雷诺数模型还是低雷诺数模型，前者采用壁面函数时，应该避免使用太好（对壁面函数方法）或太粗劣（对增强函数处理方法）的网格。而对于低雷诺数模型，壁面应该有好的网格。另外fluent 对壁面函数除了有增强处理以外，还有非平衡处理。（FLUENT首选标准壁面方程组，它能很好的计算出以壁面为边界的流动情况。但是，当流体流动分离太大。以致于远远偏离了理想条件时，就不太适用了，在其他情况下，剪切应力及平衡假设大大限制了壁面方程的通用性。相应的，当近壁面流动处于高压之下时，当流动处于不平衡状态时，这些假设就不在成立了。不平衡方程组提供了处理以上情况的方法）非平衡壁面函数被推荐使用在包含脱流、回流和冲击的复杂流动当中。 但是考虑到壁面函数的局限性（对近壁面的影响无效），壁面函数方法的局限性（y+应用于壁面函数） 标准的壁面函数能够为大多数高雷诺数的边界限制流提供合理、精确的预测。而非平衡
第4章湍流的统计特性及对激光大气传输的影响分析 激光大气传输湍流效应本质上就是光在湍流大气中的传播问题。20世纪50年代前苏联学者Tatarskii引入Kolmogorov和Obukhov发展的湍流统计理论，求解湍流大气中波传播方程，取得的一些理论结果相当好地解释了在此以前所取得的实验结果，从而奠定的光波在湍流大气中传播的理论基础。然而，由于激光在湍流大气中的传播是一个十分复杂的随即非线性过程，特别是大气湍流存在的间歇性，对激光传输有着难以估计的影响。 4.1大气湍流的成因 在大气中，任一点的大气运动速度的方向和大小无时无刻不发生着不规则变化，产生了各个大气分子团相对于大气整体平均运动的不规则运动，这种现象称为大气湍流。通常情况下大气都处于湍流状态，大气的随机运动产生了大气湍流，由于大气湍流的存在，大气温度和折射率也时刻发生着不规则的变化。形成大气湍流的原因大致有四点。第一，太阳的照射造成的大气温度差，太阳辐射对地表不同地区造成加热不同;第二，地球表面对气流拉伸移位导致了风速剪切;第三，地表热辐射产生了热对流;第四，伴随着热量释放的相变过程(沉积、结晶)导致了温度和速度场变化。图4.1形象的表述了湍流的形成。
上图是英国的物理学家形chardson描绘的湍流的一个级串模型，虽然湍流的运动很复杂，但通过上图仍能对湍流有一个形象的认识。上图表示湍流含有尺度不同的湍涡，而各种能量从大尺度湍涡一步一步向小尺度湍涡传递。外界的能量传递给第一级大湍涡，由于受风剪切等因素的影响，大湍涡逐渐变得不稳定形成次级小湍涡，小湍涡再次失稳后再形成更次一级的许多小湍涡。从图中可以看出，湍涡的大小有限，最大的湍涡的尺寸大小是外尺度 L，最小的湍涡是内尺度0l。 尤其重要的是，这些大大小小的湍涡没有分散存在于大气中，而是交叉重叠的存在于大气中。 4.2 Kolmogorov-Oboukhov湍流统计理论 虽然迄今为止人们对湍流的基本物理机制尚还不十分清楚，但已形成几个公认的基本概念，包括随机性、涡粘性、级串、和标度率。随机性构成了湍流统计理论的基础；涡粘性揭示了湍流相近尺度间的相互作用行为；级串给了我们最直观、最明晰的湍流图像；标度律则成为物理上定量研究湍流问题的数学手段。 在直观的湍流现象中，Richardson首先给出了湍流的级串图：湍流中存在着不同尺度间的逐级能量传递，由大尺度湍涡向小尺度湍涡输送能量。第一级大湍涡的能量来自外界，大湍涡失稳后形成次级的小湍涡，再失稳后产生更次一级的小湍涡。在大雷诺数下，所有可能的运动模式都被激发。 基于Richardson级串模型。Kolmogorov认为在大雷诺数下，这些不同尺度的湍
噪声产生原因 空气动力噪声 由气体振动而产生。气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从而引起噪声。如空气压缩机、电风扇的噪声。 机械噪声 由固体振动产生。金属板、齿轮、轴承等，在设备运行时受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通过空气传播，形成噪声。液体流动噪声 液体流动过程中，由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。 电磁噪声 各种电器设备，由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。 燃烧噪声 燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的温度和压力产生变化，形成湍流和振动，产生噪声。
声波和声速 声波 质点或物体在弹性媒质中振动，产生机械波向四周传播，就形成声波（声波是纵波）。可听声波的频率为20～20000Hz,高于20KHz 的属超声波，低于20Hz 的属次声波。 点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波，特殊情况（线声源）可形成柱面波。 声频( f )声速( c )和波长( λ ) λ= c / f 声速与媒质材料和环境有关： 空气中，c =331.6+0.6t 或t c +=27305.20 (m /s) 在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度 传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，即1/λ。有时也规定2π/λ为波数，用符号K 表示。 质点速度 质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场 有声波存在的区域称为声场。声场大致可以分为自由场、扩散场（混响场）、半扩散场（半自由场）。 自由场 在均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称为自由场。在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。 消声室是人为的自由场，是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间，静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。 扩散场 声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声场，称为扩散场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射。 人为设计的混响室是典型的扩散场。无论声源处于混响室内任何位置，室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。 自由场扩散场（混响场）
紊流数值计算基础理论 紊流运动的数值模拟，主要包括两方面，一是建立紊流数学模型，二是进行数值计算。紊流数学模型主要包括零方程模型，单方程模型，双方程模型，雷诺应力模型（微分、代数）和近壁区模拟等，本文主要就最近所学内容，介绍紊流数值计算的相关基础理论。 一、 紊流数值计算概述 一般情况下，紊流数学模型是一组偏微分方程。方程中的自变量包括三个空间坐标和时间坐标，微分方程的最高阶数为二阶，所以属于四元二阶偏微分方程。方程组中偏微分方程的个数，即基本待求变量的个数，少的有五个，如二元ε-K 模型（连续方程，两个方向的动量方程，K 的方程及ε的方程），多的从八九个到十六七个不等，视具体问题而定。待求变量的个数总是和方程式的个数相一致的。除基本变量外，方程式中还会有其它非独立变量，它们一般通过代数关系式和基本变量联系起来。 实际应用中计算最多的是二元问题，空间一维非恒定流实际也是二元问题： 二元问题 ?????? ? 恒定流沿宽度平均的立面二维恒定流沿水深平均的平面二维 立面二维恒定流平面二维恒定流 三元问题 ???空间三维恒定流空间二维非恒定流 三元问题已有了不少工程算例，而三维空间的非恒定流，除少量理论性研究外，工程应用算例很少。 流体运动微分方程仅能描述流体运动的一般规律，还不能确定运动的具体状态，因此称为泛定方程，确定具体的运动状态，还需根据运动方程的类型给出定解条件，即初始条件和边界条件。给定的条件适当，方程才有解，才能保证解是存在的，唯一的和连续的。 求解微分方程，首先要给定定解条件，紊流模拟的定解条件多数是在建立紊流模型的同时，结合流体运动的物理边界条件提出处理办法，有些要在数值计算中结合计算方法来解决。 二、 偏微分方程的性质及其分类 微分方程转化为差分方程进行数值求解时，对于不同类型的方程，其求解方法不同。流体力学中的微分方程通常分为双曲型、抛物型和椭圆型三类。不同类型方程在数学上具有不同的特点，反映了物理上不同的流动特征。
湍流理论发展概述 一、湍流模型的研究背景 自然环境和工程装置中的流动常常是湍流流动，模拟任何实际过程首先遇到的就是湍流问题，而湍流问题本身又是流体力学理论上的难题。对于某些简单的均匀时均流场，如果湍流脉动是各向均匀及各向同性的，可以用经典的统计理论来分析，但实际上的湍流往往是不均匀的，这就给理论分析带来了极大地困难。这也就引发了对湍流过程进行模拟的想法。 对湍流最根本的模拟方法是在湍流尺度的网格尺寸内求解瞬态的三维N-S 方程的全模拟方法，此时无需引进任何模型。然而由于计算方法及计算机运算水平的限制，该种方法不易实现。另一种要求稍低的方法是亚网格尺寸度模拟即大涡模拟（LES），也是由N-S 方程出发，其网格尺寸比湍流尺度大，可以模拟湍流发展过程的一些细节，但由于计算量仍然很大，只能模拟一些简单的情况，直接应用于实际的工程问题也存在很多问题[1]。目前数值模拟主要有三种方法：1. 平均N-S方程的求解，2.大涡模拟（LES），3.直接数值模拟（DNS），而模拟的前提是建立合适的湍流模型。 所谓的湍流模型，就是以雷诺平均运动方程与脉动运动方程为基础，依靠理论与经验的结合，引进一系列模型假设，而建立起的一组描写湍流平均量的封闭方程组。目前常用的湍流模型可根据所采用的微分方程数进行分类为：零方程模型、一方程模型、两方程模型、四方程模型、七方程模型等。对于简单流动而言，一般随着方程数的增多，精度也越高，计算量也越大、收敛性也越差。但是，对于复杂的湍流运动，则不一定。湍流模型可根据微分方程的个数分为零方程模型、一方程模型、二方程模型和多方程模型。这里所说的微分方程是指除了时均N-S 方程外，还要增加其他方程才能是方程封闭，增加多少个方程，则该模型就被成为多少个模型。
中华人民共和国环境噪声污染防治法 关于噪声标准的界定 1996年10月29日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十二次会议通过 颁布机关：全国人民代表大会常务委员会 颁布时间：1996-10-29 实施时间：1997-03-01 发文文号：中华人民共和国主席令第77号 时效性：有效 第八章附则 第六十三条本法中下列用语的含义是： （一）“噪声排放”是指噪声源向周围生活环境辐射噪声。 （二）“噪声敏感建筑物”是指医院、学校、机关、科研单位、住宅等需要保持安静的建筑物。 （三）“噪声敏感建筑物集中区域”是指医疗区、文教科研区和以机关或者居民住宅为主的区域。 （四）“夜间”是指晚二十二点至晨六点之间的期间。 （五）“机动车辆”是指汽车和摩托车。 第六十四条本法自１９９７年３月１日起施行。１９８９年９月２６日国务院发布的《中华人民共和国环境噪声污染防治条例》同时废止。 中华人民共和国城市区域环境噪声标准 １主题内容与适用范围 本标准规定了城市五类区域的环境噪声最高限值。 本标准适用于城市区域。乡村生活区域可参照本标准执行。 ２标准值 城市５类环境噪声标准值如下： 类别昼间夜间 ０类５０分贝４０分贝 一类５５分贝４５分贝 二类６０分贝５０分贝
三类６５分贝５５分贝 四类７０分贝５５分贝 ３各类标准的适用区域 （１）０类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域。位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于０类标准５分贝执行。 （２）一类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。 （３）二类标准适用于居住、商业、工业混杂区。 （４）三类标准适用于工业区。 （５）四类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声（指不通过列车时的噪声水平）限值也执行该类标准。 ４夜间突发噪声 夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值１５分贝。 中华人民共和国工业企业厂界噪声标准 １．标准的适用范围 本标准适用于工厂及有可能造成噪声污染的企事业单位的边界。 ２．标准值 各类厂界噪声标准值如下： 类别昼间夜间 一类５５分贝４５分贝 二类６０分贝５０分贝 三类６５分贝５５分贝 四类７０分贝５５分贝 ３．各类标准适用范围的划定 （1）一类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。 （2）二类标准适用于居住、商业、工业混杂区及商业中心区。 （3）三类标准适用于工业区。 （4）四类标准适用于交通干线道路两侧区域。 ４．各类标准适用范围由地方人民政府划定。 ５．夜间频繁突发的噪声（如排气噪声）。其峰值不准超过标准值１０分贝，夜间偶然突发的噪声（如短促鸣笛声），其峰值不准超过标准值１５分贝。
力学的世纪难题——湍流 周恒 中国航空报 June12,2014 Abstract 人们关心流体的运动是很自然的，因为地球为大气所包围，而地球表面的2/3为水面覆盖。作为科学问题的湍流，是在1883年Reynolds做 了区分层流和湍流这两种不同形态流动的实验后确立的。而自20世纪初以 来，由于工程技术的发展，对认识湍流的规律提出了迫切的要求，从而大 大地推动了湍流的研究。在这100多年中，对湍流的认识的确取得了很大 进展，否则如航空、航天、船舶、动力、水利、化工、海洋工程等工程技 术，以及气象、海洋科学等自然科学都不可能有很大的进展。但另一方面， 人们对湍流的认识又还很不全面，从而制约了这些工程技术和自然科学的 进一步发展，也可能会对21世纪的某些新兴科学技术的形成起到制约作 用。因而在21世纪之始，再一次将这一世纪难题提到科学工作者面前是很 必要的。 1湍流运动的复杂性 湍流运动复杂性的根源在于它是强非线性系统的运动。控制湍流运动的方程:Navier-Stokes(N-S)方程是非线性的。在多数情况下，它的解是不稳定的，从而导致了流动的多次分叉，形成了复杂流态，而方程的非线性又使各种不同尺度的流动耦合起来，无法将它们分别研究。 一个世纪以来，数学家们曾对N-S方程做过大量研究，但由于其非线性带来的困难，正面的成果远不如对其他数学物理方程的研究所得到的多。看起来，进一步对N-S方程的数学性质做研究尽管重要，但依靠这一途径来解决工程技术和自然数学中提出的湍流问题恐怕是不现实的。 物理学家、力学家以及一部分数学家试图从另一途径来解决湍流，即通过直接建立能反映其某些重要特性的模型来认识湍流。例如，在20世纪 1
第十二章湍流射流 射流是指从孔口或管嘴或缝隙中连续射出的一股具有一定尺寸的流体运动。在环境工程、给水排水、供热通风、热能动力、交通运输、水利等工程领域中，会遇到大量的射流问题。本章主要介绍射流的一般属性，射流的流速场、温度场和浓度场。 §12.1 射流的一般属性 12.1.1射流的分类 射流可以按不同的特征进行分类。 按流动型态，可分为层流射流和湍流射流。在实际工程中，遇到的多为湍流射流，所以本章只介绍湍流射流。 按射流周围介质（流体）的性质，可分为淹没射流和非淹没射流。若射流与周围介质的物理性质相同，则为淹没射流；若不相同，则为非淹没射流。 按射流周围固体边界的情况，可分为自由射流和非自由射流。若射流进入一个无限空间，完全不受固体边界限制，称为自由射流或无限空间射流；若进入一个有限空间，射流多少要受固体边界限制，称为非自由射流或有限空间射流。若射流的部分边界贴附在固体边界上，称为贴壁射流。若射流沿下游水体的自由表面（如河面或湖面）射出，称为表面射流。 按射流出流后继续运动的动力，可分为动量射流（简称射流）、浮力羽流（简称羽流）和浮力射流（简称浮射流）。若射流出口流速、动量较大，出流后继续运动的动力来自动量，称为动量射流。若射流出口流速、动量较小，出流后继续运动的动力主要来自浮力，称为浮力羽流。如密度较小的废水泄入含盐密度大的海水，烟囱的烟气排入大气等。因浮力形成的烟气流，犹如羽毛漂浮在空中，故得名羽流。若射流出流后继续运动的动力，兼受动量和浮力的作用，称为浮力射流。在浮力射流出口附近一般动量占主要作用，而在远处浮力发挥主要作用，如火电站的冷却水排入河流中，污水排入密度较大的河口水体中。 按射流出口的断面形状，可分为圆形（轴对称）射流、平面（二维）射流、矩形（三维）射流等。 研究射流所要解决的主要问题有：确定射流扩展的范围，射流中流速分布及流量沿程变化；对于变密度、非等温和含有污染物质的射流，还要确定射流的密度分布、温度分布和污染物质的浓度分布。在分析讨论射流的有关计算之前，先介绍射流的形成及其属性。 12.1.2射流的形成 以自由淹没湍流圆射流为例，如图12-1。射流进入无限大空间的静止流体中，由于湍流的脉动，卷吸周围静止流体进入射流，两者掺混向前运动。卷吸和掺混的结果，使射流的断面不断扩大，流速不断降低，流量则沿程增加。由于射流边界处的流动是一种间隙性的复杂运动，所以射流边界实际上是交错组成的不规则面。实际分析时，可按照统计平均意义将其视为直线。
浅谈湍流的认识与发展 摘要：本文结合流体力学课程的学习以及对湍流相关书籍的阅读，阐述个人对湍流运动的发展、特点、性质的理解。湍流作为“经典物理学最后的疑团”，人们不断地进行探索，建立湍流模型对其进行研究理论分析。近年来，对于湍流这一不规则运动，人们提出了并且倾向于应用混沌理论进行分析，并取得了一些成果。对湍流的认识在不断深入。 关键字：湍流概念湍流性质湍流强度模型建立混沌理论 在流体力学的学习过程中, 湍流一度被称为“经典物理学最后的疑团”，我对湍流这一流体的状态极其相关的力学性质进行了更深入的了解与学习，结合课堂上老师的讲解以及课后对相关参考文献的阅读理解，在此我想浅谈一下这一阶段我对湍流的学习与认识。 从湍流的定义出发，初识湍流，湍流是流体的一种流动状态。对于流体，大家都知道，当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，也称为稳流或片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏。这时的流体作不规则运动，有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称为湍流。流体作湍流时，阻力大流量小，能量耗损增加。能量耗损E与速度的关系为△ E= kv2（k是比例系数，它与管道的形状、大小以及管道的材料有关。v是平均流速）。所有流体都存在湍流现象。 我们可以用雷诺数的范围量化湍流。在直径为d的直管中，若流体的平均流速为v，由流体运动粘度v组成的雷诺数有一个临界值（大约为2300～2800），若Re小于该范围则流动是层流，在这种情况下，一旦发生小的随机扰动，随着时间的增长这扰动会逐渐衰减下去；若Re大于该范围，层流就不可能存在了，一旦有小扰动，扰动会增长而转变成湍流。雷诺在1883年用玻璃管做试验，区别出发生层流或湍流的条件。把试验的流体染色，可以看到染上颜色的质点在层流时都走直线。当雷诺数超过临界值时，可以看到质点有随机性的混合，在对时间和空间来说都有脉动时，这便是湍流。不用统计、概率论的方法引进某种量的平均值就难于描述这一流动。除直管中湍流外还有多种多样各具特点的湍流，虽经大量实验和理论研究，但至今对湍流尚未建立起一套统一而完整的理论。在流
1、 湍流定义及其主要特点？ 湍流定义（Definition of Turbulence ） ① When the flow reaches the certain conditions, generally Re numbers over certain value, flow pattern will transit from laminar to turbulence. ② For turbulent flow, flow pattern shows irregular and random motion in space and time. A large number of eddies of different size consist the flow. ③ It shows the characteristics of dissipation. 湍流是一种流动的状态，当雷诺数超过某一临界值时流动会从层流转变为湍流。这种流动状态显示出空间和时间上的不规则性和随机性，具有大量的不同尺度的涡结构，具有特殊的耗散特性。 湍流的特点： ① 湍流被大含能涡主导，具有很强湍流扩散能力和较大湍流应力； ② 湍流涡存在使得其特性参数不能由当地参数确定，其特性与大涡历史 行程有较大关系； ③ 旋涡之间发生能量传递，其耗散速度受小涡从大涡接受能量速率控制。 2、 湍流随机性特性产生原因是什么？ ① 在任何湍流流动中不可避免存在小的摄动，主要存在于初始条件、边界条件和物性参数里。 ② 湍流场特性表现为对这些摄动很强的敏感性。在高雷诺数下流动体系高度敏感于小的摄动。 3、 概率密度函数（Probability density function ）如何定义，其表 征的物理意义是什么？ ① PDF 可以由累积函数给出： 任何一个事件的概率可以由累积概率(CDF)计算，其定义为 F(V)=P{U 国家噪声标准 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】 国家环境噪声标准 大连兆和科技发展有限公司收编 2003年5月29日 ●《工业企业噪声卫生标准》 ●国际标准化组织公布了《职业性噪声暴露和听力保护标准》ISO1999 ●GBJ87-1985《工业企业噪声控制设计规范》 工业企业厂区内各类地点噪声标准 ●GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》 标准限值等效声级 L Aeq/dB 值不准超过标准值15分贝。 ●GB12348-1990《工业企业厂界噪声标准》 标准限值等效声级 L Aeq/dB Ⅰ类标准适用于居住、文教机关为主的区域 Ⅱ类标准适用于居住、商业、工业混杂区以及商业中心区 Ⅲ类标准适用于工业区域 Ⅳ类标准适用于交通干线道路两侧区域 夜间频繁突发噪声（如排气），其峰值不准超过标准10dB(A)；夜间偶发噪声（如鸣笛），其峰值不准超过标准15dB(A)。 ●GB12523-1990《建筑施工场界噪声限值》 标准限值等效声级 L Aeq/dB ●GB9660-1988《机场周围飞机噪声环境噪声标准》 标准限值 L WECPN/dB 一类区域：特殊住宅区、居民、文教区；二类区域：除一类区域以外的生活区 ●GB12525-1990《铁路边界噪声限值及其测量方法》 标准限值等效声级 L WECPN/dB ●GB/T3450-1994《铁路机车司机室允许噪声值》 铁路机车司机室内噪声限值 适用于对铁路运营司机室噪声的卫生评价。 ●GB/T12861-1991《铁路客车噪声的评价》 客车车内噪声标准限值平均稳态A声级 L A/dB 车、餐车、发电车和上述车种的合造车噪声评价。不适用于动车组的车辆噪声评 价。公务车、卫生车、维修车和试验车等特殊用途车以及其他有特殊要求的客 车，除允许噪声级及测点位置按设计及使用需有特殊要求外，其他也应符合本标 准。 客车车外噪声标准限值平均稳态A声级 L A/dB 心线处测量的车外噪声限值。 声学基础知识 一、声音 声音是空气分子的振动。物体的振动（我们称之为"声源"）引起空气分子相应的振动，传入人耳导致鼓膜振动，通过中耳、内耳等一系列听觉器官的共同作用使人听到了声音。 二、声波 把石头扔进平静的水面，会形成一组向四周扩散的水波，这是我们所能见到的比较直观的"波"，空气分子振动形成的声波要复杂一点，它是从声源向四周立体扩散的一组疏密波，空气分子并不是从声源一直跑到您的耳朵，而是在它本来的位置振动，从而引起与它相邻的空气分子随之振动，声音就是这样从声源很快地向外传播的，声音在空气中的传播速度是331米/秒。举一个简单的例子，麦浪的运动跟声波很相似，粒子的振动方向与波的运动方向是平行的。波需要通过介质来传播，麦浪的运动到田埂边就自然停止了，声波的传播介质是空气分子，所以，真空里声音是不能传播的。 三、声音的频率 声波每秒的振动次数称为频率，频率在20hz~20khz之间称为声波；频率大于20khz称为超声波；频率小于20hz称为次声波。超声波和次声波人耳是听不到的，地震波和海啸都是次声波。有些动物的耳朵比人类要灵敏得多，比如蝙蝠就能"听到"超声波。 世界上很少存在单一频率的"纯音"，我们所听到的声音大都是各种频率的复合音，如乐器发出的单音就是周期性的复合音，语音则是非周期性的复合音。让我们对声音的频率有一个比较直观的概念：大鼓的"蓬蓬"声频率很低，大约在数十赫兹左右；人的语音频率范围主要在200 hz到4000 hz之间；锣声、铃声的频率大约在2000 hz到3000 hz左右；在人类语音中，女声比男声频率要高一点；童声要比成人频率高一点；"啊啊"声频率较低，"咿咿"声频率稍高，"嗤嗤、嘶嘶"声频率最高。知道这一点很有用，在实际选配中，你可以经常用来测试病人戴助听器前后对声音频率的反应。 高频和低频是相对的，在语音范围中，通常把1000 hz以上的区域称为高频区，500 hz -1000 hz的区域称为中频区，低于500 hz的区域称为低频区。而在讨论音乐的时候 四、声音的强度 其一是从物理上来描述：我们知道由于空气分子本身固有的不规则运动及相互排斥会形成一个静态的压力，这个压力就是我们所熟知的大气压。前面我们讲过，声音是空气分子的振动，振动的空气分子对它通过的截面就会产生额外的压力，这种额外的压力我们就称之为声压。声压比之大气压要小得多得多，举个例子，一个声压仅仅相当于大气压的一万分之一的声音就足以把人的耳朵振聋。物理学家引入了声压级（spl）来描述声音的大小：我们把一很小的声压p0=2х10-5帕作为参考声压，把所要测量的声压p与参考声压p0的比值取常用对数后乘以20得到的数值称为声压级，声压级是听力学中最重要的参数之一，单位是分贝（db）。 几种主要紊流模型的应用特性比较 自从1883年Reynolds 发现紊流流动的现象以来,关于紊流发生的机理、紊流的结构一直是百余年来全世界同行学者所关注的课题。虽然描述紊流流动的精确的微分方程已经得出,即Navier- Stokes 方程,但因紊流的瞬时运动要素有脉动现象,要对高度复杂的紊流运动进行直接的数值计算,必须采用很小的时间与空间步长,才能分辨出紊流中详细的空间结构及变化剧烈的特性。现代计算机的存储能力和运算速度尚不足求解任何一个实际的紊流问题,应用时甚为困难。 求取流场内所有尺度涡的细节对于水力学工程应用而言,往往是不经济的, 大部分情况下只关心流场内运动要素的时均值。由于实际问题的需求不同,对紊流模型的选取必然是多层次、多方面的。下面对几种主要紊流数值模型的应用特性进行简要的介绍和比较。 1 紊流数值模型 按照Reynolds 平均法,求取紊流的连续性方程及时均运动方程如下: 连续性方程: 0=??+??+??z w y x u ν 动量方程： z w u y u x u t u ??+??+??+??)()()(2 ν ??????-????+??-=2')(1u x u x x p X ηρ??????-????+''νηu y u y ??????-????+''w u z u z η 其他两个方向的方程也可以作类似的推导。由上述时均方程的导出可知时均化的处理后产生了脉动值的附加项' 'j i u u ,又称为Reynolds 应力项。由于上述四 个方程含有多余的未知量,因而方程组是不封闭的,必须找出确定这些附加项的关 系式。所谓紊流模型就是使方程组封闭的模型,就目前数值模拟发展来看,紊流模型主要分为紊流粘性系数法和Reynolds 应力方程法。 1.1 紊流粘性系数法 Boussinesq 在1877年提出紊流粘性的概念,是模拟Reynolds 应力的最古老建议,也是目前流行的大多数紊流模型的重要基石。具体做法是将紊流脉动所造成的附加应力同时均的应变率联系起来,从而可以将Reynolds 方程写为: j i i t i i i j i i x x u x p F x u u t u ???+??-=??+??21)(ηρ 上式中ηt 为紊流粘性系数。引入Boussinesq 假设以后,计算紊流流动的关键就在于如何确定ηt 。所谓紊流模型也就是把ηt 与紊流时均参数联系起来的关系式。根据确定ηt 方法的不同,可以将紊流模型区分为所谓的零方程模型、一方程模型及两方程模型等。 1.1.1零方程模型 所谓零方程模型,是指不需要微分方程而是用代数关系式把湍流粘性系数与时均值连系起来的模型。确定ηt 的方法有两种,一个是ηt 为常数；二是采用Prandtl 混合长度模型。 Prandtl 按照分子运动论自由长度的概念,提出紊流中涡团混合长度的概念, 认为紊动粘性系数可以写为: y u l m t ??=2η 式中: u ———主流的时均速度;国家噪声标准
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