基于涡流发生器的流动控制与降噪技术研究

涡流发生器在飞机上的应用
涡流发生器在飞机上主要用于增加机翼表面的气流量，从而提高机翼的升力和抗风能力。

具体应用如下：
1. 增加升力：涡流发生器能够在机翼表面形成一条强气流，从而将低速流线向上抬升，增加机翼的升力，提高飞机的起降性能和爬升能力。

2. 提高飞行稳定性：涡流发生器可使机翼表面的流线更为稳定，减少翼面失速和颠簸，从而提高飞行稳定性和安全性。

3. 改善低速飞行能力：涡流发生器在低速飞行时能够有效改善机翼表面的气流状态，提高飞机的操控性和低速飞行能力。

4. 提高防氧能力：涡流发生器能够有效抑制发动机排放气体对机翼的侵蚀，提高防氧能力和寿命。

总之，涡流发生器在飞机上的应用是非常广泛的，可以大幅提高机翼的性能和飞行安全性。

涡轮发动机的噪声控制技术在现代工业和航空领域，涡轮发动机以其高效的动力输出而广泛应用。

然而，伴随其强大性能的是显著的噪声问题。

涡轮发动机的噪声不仅对周围环境造成干扰，还可能影响操作人员的健康和工作效率。

因此，研究和应用有效的噪声控制技术至关重要。

涡轮发动机产生噪声的原因较为复杂。

首先，气流在发动机内部的高速流动会产生湍流和压力脉动，这是噪声的主要来源之一。

当空气进入压缩机和涡轮叶片时，由于叶片的高速旋转和气流的复杂流动模式，会引发强烈的气动噪声。

其次，发动机的机械部件，如齿轮、轴承等的运转也会产生机械噪声。

此外，燃烧过程中的不稳定和压力波动也会导致燃烧噪声。

针对这些噪声源，研究人员和工程师们采取了多种噪声控制技术。

其中，声学衬里技术是一种常见且有效的方法。

声学衬里通常安装在发动机的内壁，如进气道、压气机和涡轮机匣等部位。

这种衬里通常由多孔材料制成，如蜂窝结构或泡沫材料，其内部的微小孔隙能够吸收和散射声波，从而降低噪声的反射和传播。

声学衬里的设计需要考虑材料的声学性能、孔隙结构、厚度以及与发动机内部气流的兼容性，以实现最佳的降噪效果。

另一种重要的噪声控制技术是优化叶片设计。

通过改进涡轮和压缩机叶片的形状、叶尖间隙和叶片数量等参数，可以减少气流的分离和湍流，降低气动噪声的产生。

例如，采用更先进的翼型设计可以改善气流的流动特性，减少压力脉动和噪声辐射。

同时，对叶片表面进行特殊处理，如增加粗糙度或采用涂层技术，也可以降低噪声。

消声器在涡轮发动机的噪声控制中也发挥着重要作用。

消声器可以安装在发动机的排气系统中，通过内部的声学结构和抗性元件来消除或减弱噪声。

常见的消声器类型包括抗性消声器、阻性消声器和阻抗复合消声器。

抗性消声器利用声学共振原理来抵消特定频率的声波，阻性消声器则通过吸声材料来消耗声能，而阻抗复合消声器则结合了两者的优点，能够在更宽的频率范围内实现有效的降噪。

主动噪声控制技术是近年来发展迅速的一种方法。

随着对21世纪的飞行器提出的一系列新的要求，对21世纪的空气动力学也提出了新的挑战。

未来的军用飞机将更突出低可探测性、高机动性、超声速巡航和短距起降等要求，对民用飞机则突出经济性更好、乘坐更舒适、环保性更突出等要求，而传统的飞行器外形很难满足新的要求，必须开拓全新的气动外形和飞行方式，建立新的气动数据库。

在开拓新飞行器外形和飞行方式的同时，还必将发展出许多新颖的空气动力技术。

例如通过主动流动控制技术，包括吸气、吹气、微振动、微涡流发生器、特定的表面粗糙度分布等，改善飞机的升阻特性和操稳特性，用智能材料和智能结构，让飞行器的主要气动面按飞行状态自适应地改变外形，使飞行器在不同的飞行状态都处于最佳外形，从而产生最佳的气动性能等。

本刊从这期起开启"空气动力之窗"栏目，将陆续刊登围绕21世纪空气动力学新概念和新技术的系列文章，欢迎大家投稿。

飞机在其飞行包线范围内，如果机体表面出现不利的气流分离，将带来许多不良后果，例如增加阻力、降低升力、导致提前失速和不对称失速等。

此外襟翼偏转后，襟翼表面上的气流过早分离会导致失速迎角减小，最大升力系数降低；操纵面上的气流分离可能导致操纵面效能降低、操纵杆振动；平尾上的气流分离可能导致飞机危险地自动上仰。

涡流发生器的主要作用就是用来有效地阻止以上各种气流的过早分离。

工作机理涡流发生器实际上是以某一安装角垂直地安装在机体表面上的小展弦比小机翼，所以它在迎面气流中和常规机翼一样能产生翼尖涡，但是由于其展弦比小，因此翼尖涡的强度相对较强。

这种高能量的翼尖涡与其下游的低能量边界层流动混合后，就把能量传递给了边界层，使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后能够继续贴附在机体表面而不致分离。

这就是涡流发生器的基本工作原理。

早在上世纪60 年代，一些空气动力学研究人员对涡流发生器控制平板湍流边界层的流动机理进行了研究，同时通过对涡流发生器流动的湍流结构、流向涡发展的研究，提出了涡流发生器控制边界层，特别是控制湍流边界层分离的基本原理就是在于向边界层内注入新的涡流能量。

涡流管的降噪方法
涡流管降噪的方法有以下几种：
1. 调整工艺参数：通过调整涡流管的进口流速、压力等参数来减小噪音。

但调整前需要对涡流管的使用条件和工作原理进行充分了解，以确保调整的有效性。

2. 增加隔音措施：在涡流管周围增加隔音材料，如泡沫塑料、橡胶等，来隔绝噪音的传播。

3. 更换降噪涡流管：市面上也有一些专门用于降低噪音的涡流管，虽然价格稍高，但在降噪效果方面表现更好。

4. 加装消音器：在涡流管热端加装消音器来降低噪音，并将排空的热气流利用管路引导至不影响人员和设备的安全区域内进行排放。

可以根据实际情况选择适合的降噪方法。

同时，对于涡流管的使用和维护，也应注意按照相关规定进行，以保证其正常运行和延长使用寿命。

航空发动机涡流噪声控制的研究随着世界各国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，航空旅行逐渐成为人们休闲、商务交流等活动中不可或缺的一部分。

然而，航空飞行带来的噪声污染一直是困扰人们的问题。

在空中飞行过程中，发动机排放的噪声对于飞行员、乘客和给地面居民带来的影响都是相当显著的。

因此，如何降低飞机噪声成为了航空工业的重要研究课题。

航空发动机最烦人的噪声源之一是涡流噪声。

涡流噪声是由航空发动机在高速飞行时掀起的空气涡旋和涡流所产生的噪音，也是航空发动机产生噪音的最主要原因之一。

涡流噪声主要是由于空气流体在经过发动机叶片时的不规则振动和相互干扰引起的。

相较于机械噪声和气动噪声，涡流噪声的频率较高，往往占据了发动机噪声的主要部分。

如何降低涡流噪声成为了降噪工程中的重点难点。

目前，降低涡流噪声采用的是被动控制和主动控制相结合的方法。

被动控制是利用各种结构面、弹性体和流体措施来有效地减少涡流噪声的发生和传输。

主动控制则是运用现代信号处理、控制技术和计算机模拟等手段来采用逆向激励等方法，强制产生消声波，设法消除噪声。

被动控制方法的最大优点在于成本较低，对发动机结构没有什么要求，缺点是其减噪效果有限。

常用的被动控制方法有增加发动机进气道内的扰流片和抑制涡流结构损伤等措施。

例如，安装进气道扰流片可以将进气流量的扰动分散，降低涡流的形成和传播，从而降低噪声水平。

而添加减幅器则可以减少涡流的强度，从而达到减少噪声的目的。

相较于被动控制，主动控制方法能够更好地降低涡流噪声，但其成本较高，复杂度也较大。

常用的主动控制方法有反相控制、降噪合成、扰动降噪、降噪进气道等技术。

其中，逆向激励的方法是一种有效的主动噪声控制方法，可通过开发反相噪声发生器来控制噪声的产生和传输。

举个例子，使用一组逆向激励器，可以发射一种相反方向的波，以抵消航空发动机摩擦带来的噪音，从而达到舒适静谧的效果。

总之，航空发动机噪声控制技术的确有其研究深度和难度，但也确实是让飞行更加安静、舒适、环保的重要措施之一。

前沿气动噪声控制技术研究及其应用现状分析气动噪声是一种由流体流动所产生的噪声，虽然在现代社会中被广泛应用，但气动噪声对人类的健康、环境以及机器的寿命都有较大的影响。

因此，气动噪声的研究和控制一直是一个热门的研究领域。

本文旨在分析当前前沿的气动噪声控制技术研究及其应用现状。

一、气动噪声产生原理及对人类健康的影响气动噪声是由于空气、液体等流体的流动而引起的噪声。

气体既有粘滞性，也有惯性，它的运动会产生声波，这些声波会扰动周围的环境，将这种扰动传递到人耳中，就会产生听觉上的噪声和对人的身体健康的影响。

例如，高频噪声会刺激人的嗓子和肺部，导致人呼出更多的二氧化碳并减少氧气的吸入，这样就会影响到人的生理和精神状态。

二、气动噪声控制的方法及其现状1. 降噪材料的研究降噪材料的种类繁多，其中最广泛应用的材料是泡沫塑料。

与传统的泡沫塑料相比，超大孔泡沫具有更高的吸声效果，可以达到近乎音学的要求。

此外，人造纤维降噪材料也有广泛的应用，这种材料可以在高噪声环境下起到很好的降噪效果。

2. 流体噪声抑制的研究流体噪声抑制主要针对的是涡流、湍流噪声等噪声类型。

当前主要的研究方向是基于全流场模拟与仿真来研究流体噪声的产生机理，同时也在探索基于主动控制方式、被动控制方式以及混合控制方式的流体噪声抑制方法。

3. 声学阻尼器的研究声学阻尼器是降噪系统的核心部件之一。

基于分子削弱原理，可以通过在气体中喷射一定的液体滑腻剂来实现降噪的目的。

电声传感器则对空气流场中的压力变化进行感应并产生电信号，通过调整电信号的幅度和相位，达到控制噪声的目的。

目前，世界各国都在积极推动气动噪声控制技术的发展，尤其是在汽车、飞机、高铁等交通工具上的应用方面得到广泛的关注。

三、气动噪声控制技术应用现状分析1. 汽车行业汽车行业是气动噪声控制技术的重要应用领域之一。

从车身到发动机，汽车的气动噪声都需要进行有效控制。

但是，在汽车行业中，气动噪声控制技术的研究还处于初级阶段，市场上的降噪材料、阻尼器等产品不尽如人意，仍需进一步改进。

涡流发生器强化换热及流动控制研究及应用喻凡坤;耿玥;张剑昕【摘要】本文介绍了涡流发生器的分类,及其近年来在强化传热和流动控制等方面的新应用和新技术,主要包括强化传热技术在工业换热设备中的应用,流动控制减阻在动力机械中的应用.但已有文献大多是利用涡流发生器强化传热或者进行流动控制研究,本文提出利用涡流发生器进行强化传热及流动控制等方面研究中存在的问题和发展方向.【期刊名称】《交通节能与环保》【年(卷),期】2018(014)002【总页数】3页(P16-18)【关键词】涡流发生器;强化传热;流动控制【作者】喻凡坤;耿玥;张剑昕【作者单位】南京工程学院能源与动力工程学院,江苏南京 211167;南京工程学院能源与动力工程学院,江苏南京 211167;南京工程学院能源与动力工程学院,江苏南京 211167【正文语种】中文【中图分类】U464.110 引言涡流发生器于1947年被美国联合航空公司提出，是以某一安装角垂直安装在机体表面上的小展弦比小机翼，现已广泛应用于航空、流体、机械、冶金化工、汽车、能源船舶等方面。

随着科技的进步，以及节约资源与能源使用的紧迫性，并根据在20世纪70年代世界性能源危机的出现，科学界和工业界对工业设备的换热和减阻有了更高要求，以此来缓解能源危机，强化传热技术和流动控制研究成为研究热点。

本文介绍了涡流发生器的分类，及其近年来在强化传热和流动控制等方面的新应用和新技术，主要包括强化传热技术在工业换热设备中的应用，流动控制减阻在动力机械中的应用。

此外，还提出了利用涡流发生器进行强化传热及流动控制等方面研究中存在的问题和发展方向。

1 涡流发生器的分类1.1 涡流发生器按应用形式分类涡流发生器通过控制附面层流动分离，可分为主动型和被动型两种。

主动型涡流发生器是指涡流射管，安装在易发生流动分离区域前方，根据流动工况来调节涡流射管射流速度，可以较好的实现主动流动控制。

但被动型涡流发生器应用最为广泛，在特定工况下安装在特定位置，可以延缓附面层的分离达到降阻増升的效果[1]。

超高输电铁塔气动噪声降噪技术研究吴颖君１　卢正通１，２　林晓波１，２　吴易科１　曾长轩１（１．国网舟山供电公司　２．浙江舟山海洋输电研究院有限公司）摘　要：超高输电铁塔在保障居民和工业生产电力供应中起到了重要作用，由于其极高的高度，在风荷载作用下产生的气动噪声问题不容忽视。

本文针对铁塔气动噪声问题，讨论了几种现有的圆柱气动噪声被动控制方案，并提出了一种波状柱体被动控制降噪设计方案。

分别建立圆柱与波状柱体三维流场模型，进行了基于ＬＥＳ方法的流场计算与气动噪声计算。

结果表面，尾部加挡板的圆柱低频降噪的效果有限，尾部开槽的圆柱次之，圆柱表面加螺旋线的方案最优，其能够在全频段上降低气动噪声；波状柱体与圆柱体结构的涡量均沿展向分布，但波状柱体的涡量小于圆柱体结构，其波状构型在流场中起到了流动控制的作用；相比于圆柱结构，波状柱体结构的声压级受流场位置影响较小、整体波动较小。

分析存在峰值的局部低频段可知，波状柱体结构的声压级曲线更为平滑，相对圆柱体结构整体降低１０ｄＢ左右，峰值处降低２０ｄＢ左右；因此，波状柱体是一种行之有效的降噪方案，该研究结论对于超高输电塔气动噪声特性的研究和输电塔的降噪设计具有指导意义。

关键词：超高输电铁塔；气动噪声；降噪０　引言随着我国电力事业的发展，５００ｋＶ超高压输电线路及超高输电铁塔数量日益增多，其在保障居民日常生活与工业生产中起到了重要作用。

超高铁塔的主要支撑结构多为钢制圆柱体，容易受到自然风流动的影响，由于超高输电铁塔的气动噪声会严重影响周边居民的休息和工作（如图１所示），甚至引发多种疾病，因此开展超高输电铁塔气动噪声研究、解决噪声的扰民问题显得尤为迫切，研究具有重要的现实意义。

图１　铁塔噪声的组成 根据莱特希尔建立的声比拟模型［１］揭示，由流动中的速度脉动、黏性应力以及熵波动的非线性相互作用产生的非稳定流动均会产生密度脉动（即声波）。

而雷诺的研究表明，圆柱体周围的流动会在尾流中产生周期性的旋涡结构，涡脱的产生是气动噪声的主要来源。

空调外机轴流风扇涡流噪声控制设计研究
郑旭仓;刘兴龙;毛瑜;陈运东
【期刊名称】《家电科技》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】随着广大用户对空调舒适性的更高要求,空调外机噪声问题也日益受到关注,同时噪声问题研究也是提高空调性能指标关键所在,再者轴流风机作为空调室外机的关键部件,对空调噪声指标也有着重要的影响。

因此以降低空调外机轴流风扇运行噪声值为目标,从削弱风扇表面叶尖涡、叶顶泄漏涡流强度为切入点,在现有轴流风扇基础上,结合生物界羽翼形状,设计了一种叶顶锯齿仿生风扇结构,并利用STAR-CCM仿真工具,对原始和仿生风扇进行仿真试验。

仿真结果表明,仿生风扇相比原始模型的宽带噪声降低约2~4 dB(A),同时多维度揭示了叶顶渐变仿生锯齿的降噪机理。

分析表明所设计的仿生结构有效改变了叶尖涡和叶尖泄漏涡强度以及发展轨迹,对轴流风机噪声降低有着正向影响。

【总页数】6页(P18-22)
【作者】郑旭仓;刘兴龙;毛瑜;陈运东
【作者单位】青岛海尔空调器有限总公司;青岛海尔科技有限公司;数字家庭网络国家工程研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TM925.12;TB53
【相关文献】
1.空调室外机轴流换热风扇性能研究
2.空调室外机轴流风扇全流场数值模拟
3.空调室外机轴流风扇全流场数值研究
4.发动机轴流冷却风扇设计与流场测量
5.轻质高刚PP材料在空调室外机轴流风扇的应用研究
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

气动声学和流动噪声研究进展-力学论文-物理论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：本文面向初学者介绍气动声学和流动噪声研究的过去和现况, 以声比拟为主要线索展开讨论, 澄清了一些常见概念和误区, 并解释了代表性问题的气动发声机制, 兼顾评述了计算方法和实验技术, 最后展望了未来可能有所发展的研究方向。

关键词：气动声学; 流动噪声; 声比拟;Abstract：In this review paper, we give a brief introduction of the past and present of the research in aeroacoustics and flow-induced noise.The main attention is focused on acoustic analogy, from which the main mechanisms of noise generated aerodynamically for representative set-ups can be explained.We also briefly introduce the related computational schemes and testing methods.Overall, we hope this paper will help to clarify some misconceptions in aeroacoustics, especially those from beginners.Finally, we propose some possible important research directions for the future.Keyword：aeroacoustics; flow-induced noise; acoustic analogy;一、引言气动声学和流动噪声是20世纪50年代从流体力学和声学这两个经典学科中产生出来的交叉学科, 在国家自然科学基金委员会的申请代码中属于数理学部, 具体分类为流体力学中的子学科流动噪声与气动声学(A020407) 和物理学中的子学科水声和海洋声学及空气动力声学(A040502) 。

Chinese Journal of Turbomachinery Vol.65，2023,No.6Research on Noise Reduction of Centrifugal Fan Based onBionic Volute TongueYing-hua GuHai-bo LvJun-long JiaoSheng-li Zhang（HCIG ChengDe Thermal Power Co.,Ltd.）Abstract：Take a certain type of centrifugal fan as the research object,aiming at the noise problem caused by the operation of the fan,the bionics principle is used to redesign the volute tongue of fan.Inspired by the shellfish,a staggered stepped volute tongue structure is designed.The numerical simulation of flow and sound field of the fan were carried out by using the method of RANS equation and acoustic analogy.The influence of bionic volute tongue on fan performance,flow characteristics and aerodynamic noise was analyzed.The results show that the bionic volute tongue has little effect on the fan performance.Under the rated condition,the noise near the outlet of the fan with bionic volute tongue is reduced by 2.8dB,and the overall radiation noise of the fan is reduced by 3.3dB.The flow and noise characteristics of the centrifugal fan were analyzed.It was found that the velocity distribution at the bionic volute tongue is more uniform,which suppresses the flow separation phenomenon.The pressure pulsation at the volute tongue decreases in the low frequency band which indicating that the fan noise during operation is under a certain controlled.Keywords：Centrifugal Fan ;Bionic Volute Tongue ;Radiation Noise ;Sound Analogy摘要：以某型离心风机为研究对象，针对风机运行时的噪声问题，运用仿生学原理对蜗舌进行改型设计，在贝壳类生物中得到启发，设计出交错阶梯型的蜗舌结构。