日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機(jī)站
  • 小程序

    汽車測(cè)試網(wǎng)

  • 公眾號(hào)

    • 汽車測(cè)試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車測(cè)試

風(fēng)洞脈動(dòng)及其主動(dòng)抑制

2019-08-29 12:24:42·  來(lái)源：AutoAero  作者：蔣永欣  
　
在許多開(kāi)放射流風(fēng)洞中，一定流速下發(fā)生的低頻壓力波動(dòng)是一個(gè)不受歡迎的特性。這就是所謂的風(fēng)洞泵送，它影響氣流的氣動(dòng)質(zhì)量，從而影響測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。本文提出了
在許多開(kāi)放射流風(fēng)洞中，一定流速下發(fā)生的低頻壓力波動(dòng)是一個(gè)不受歡迎的特性。這就是所謂的“風(fēng)洞泵送”，它影響氣流的氣動(dòng)質(zhì)量，從而影響測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。本文提出了一種利用風(fēng)洞電路聲諧振模態(tài)的主動(dòng)阻尼控制脈動(dòng)現(xiàn)象的新方法。采用1/20比例的先導(dǎo)風(fēng)洞，對(duì)共振效應(yīng)的聲學(xué)機(jī)理進(jìn)行了研究。新設(shè)計(jì)的主動(dòng)共振控制(ARC)系統(tǒng)主要由一個(gè)麥克風(fēng)、一個(gè)安裝在隧道壁上的揚(yáng)聲器和一個(gè)時(shí)間延遲來(lái)調(diào)整麥克風(fēng)信號(hào)和揚(yáng)聲器輸出之間的相位關(guān)系的靜壓腔內(nèi)的壓力波動(dòng)麥克風(fēng)。電弧系統(tǒng)降低了20 dB的周期壓力波動(dòng)，完全消除了周期速度波動(dòng)。根據(jù)試驗(yàn)風(fēng)洞的經(jīng)驗(yàn)，在奧迪新風(fēng)洞中采用了電弧系統(tǒng)。電弧系統(tǒng)消除了低頻流動(dòng)波動(dòng)，而不會(huì)給風(fēng)洞帶來(lái)額外的噪音，因此可以在整個(gè)速度范圍內(nèi)進(jìn)行高質(zhì)量的氣動(dòng)和聲學(xué)測(cè)量。在風(fēng)速范圍不同的情況下，壓力和速度的低頻波動(dòng)是許多開(kāi)口射流風(fēng)洞存在的問(wèn)題。
 
似于馮卡門(mén)渦街，不穩(wěn)定波可以觀察到任何自由射流從噴嘴排出。在射流出口附近，不穩(wěn)定波的頻譜以高頻小尺度結(jié)構(gòu)為主。隨著下游距離的增加，能量由小尺度不穩(wěn)定性向大尺度不穩(wěn)定性轉(zhuǎn)移，不穩(wěn)定波的主頻隨射流長(zhǎng)度的增加而減小(見(jiàn)圖1)。


 


流動(dòng)不穩(wěn)定性表現(xiàn)為射流周圍剪切層的渦結(jié)構(gòu)。單個(gè)渦在射流周圍呈軸對(duì)稱環(huán)狀，在噴嘴出口處形成，在射流附近的剪切層中向下游移動(dòng)，位置約為65%的射流速度(見(jiàn)圖2)。對(duì)于一個(gè)給定的軸向距離x / Dn從噴氣出口的首選頻率f渦旋脫落速度成正比的U射流核心和噴嘴的水力直徑Dn又可以表達(dá)——類似于卡門(mén)旋渦——斯特勞哈爾數(shù)。
為遠(yuǎn)下游位置的開(kāi)式射流德荷風(fēng)洞Michel和Froebel在St≈0.48[6]處發(fā)現(xiàn)了一個(gè)理想的旋渦脫落頻率。


在汽車風(fēng)洞中，射流一側(cè)的剪切層被試驗(yàn)段底板(3/4開(kāi)式射流)所取代。為了獲得正確的頻率，必須采用一種成像方法，其中地平面被用作一個(gè)對(duì)稱面，從而產(chǎn)生具有雙截面的開(kāi)口射流。在原始截面上，用水力直徑Dh計(jì)算的斯特勞哈爾數(shù)要比完全開(kāi)放射流小一倍。這使得Strouhal數(shù)St≈0.34。如果存在反饋機(jī)制，則St≈0.34附近的寬最大值可以發(fā)展為一個(gè)尖銳的峰值。Wehrmann[7]已經(jīng)證明了這一點(diǎn)，它采用電子反饋，利用射流中的熱線探頭來(lái)獲取流速波動(dòng)，并使用揚(yáng)聲器來(lái)激發(fā)射流?？赡艿姆答仚C(jī)制開(kāi)放噴氣式汽車風(fēng)洞(i)聲學(xué)共振模式的風(fēng)洞管或充氣室,(2)所謂edgetone-type反饋壓力波產(chǎn)生的漩渦侵犯收集器旅行上游和觸發(fā)渦旋脫落,當(dāng)他們到達(dá)噴嘴。
 
在本文所述實(shí)驗(yàn)之前，在1/8尺度的先導(dǎo)風(fēng)洞[5]中，對(duì)試驗(yàn)段的作用進(jìn)行了廣泛的研究。試驗(yàn)段幾何形狀和集電極設(shè)計(jì)表明，沒(méi)有跡象表明由集電極聲波引起的共振。然而，在這些試驗(yàn)中，由于將試驗(yàn)段模型納入開(kāi)環(huán)艾菲爾隧道中，因此無(wú)法研究整個(gè)風(fēng)洞的聲共振模態(tài)的影響。


采用1/20比例的先導(dǎo)風(fēng)洞對(duì)[12]、[13]、[14]進(jìn)行了第二次調(diào)查，該風(fēng)洞完整、詳細(xì)地展示了試驗(yàn)斷面、導(dǎo)管、轉(zhuǎn)向葉片和風(fēng)機(jī)。試驗(yàn)段幾何形狀和集熱器設(shè)計(jì)采用1/8尺度先導(dǎo)風(fēng)洞。為了防止墻壁振動(dòng)，先導(dǎo)隧道由2.4厘米厚的膠合板制成。測(cè)試段的墻壁覆蓋了吸收內(nèi)襯。最大流速為180公里/小時(shí)。壓力脈動(dòng)由位于測(cè)試段的反流位置的麥克風(fēng)觀察(圖3)。試驗(yàn)風(fēng)洞的預(yù)測(cè)共振-式(2)、(3)和(4)可用于預(yù)測(cè)試驗(yàn)風(fēng)洞的脈動(dòng)頻率。模型風(fēng)道長(zhǎng)度約為6.0 m(從集熱器進(jìn)口平面經(jīng)風(fēng)機(jī)到噴嘴出口測(cè)量)，風(fēng)道特征頻率為28.3 Hz，為其整數(shù)倍。靜壓室的最低諧振頻率為143.4 Hz (y= 0.45 m, ly = 0.75 m, lz = 0.80 m, nx =ny=n2=1)對(duì)于給定的幾何結(jié)構(gòu)，要為控制亥姆霍茲型諧振的參數(shù)假定切合實(shí)際的值是極其困難的(如果不是不可能的話)。如果收集器的影響被忽視和諧振器被認(rèn)為只有全會(huì)體積和噴嘴與一個(gè)有效的脖子的長(zhǎng)度0.05米(對(duì)應(yīng)于噴嘴的脖子的長(zhǎng)度與常數(shù)截面)方程(4)收益率43.4赫茲的本征頻率。如果假設(shè)噴嘴和收集器形成一個(gè)有效長(zhǎng)度為0.05 m的單頸，則產(chǎn)生的共振頻率為80 Hz。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)條件下的先導(dǎo)隧道-圖4顯示了三維表示的聲壓級(jí)譜vs。在1/20比例尺先導(dǎo)隧道的靜壓箱中，用麥克風(fēng)測(cè)量風(fēng)速(圖3)。在隧道的速度范圍內(nèi)，可以識(shí)別出三個(gè)不同的共振實(shí)例。共振頻率隨流速的增加而略有增加。頻率與流速不成正比，斯特勞哈爾數(shù)也不是常數(shù)。圖4所示的值(45 Hz、53 Hz和81 Hz)分別識(shí)別出與各自共振的最高聲壓級(jí)相關(guān)的頻率。風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的不平衡以與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的頻率產(chǎn)生音調(diào)聲音。在圖5中，聲壓級(jí)值和共振頻率隨風(fēng)速繪制。當(dāng)流速為137km /h時(shí)，esonance (81 Hz)達(dá)到最大聲壓級(jí)110db;在較低和較高的流速下，振幅逐漸減小到90分貝以下。共振頻率分別為45赫茲和53赫茲。在166公里/小時(shí)和115公里/小時(shí)的流速下，最大流速分別為99 dB和102 dB。它們的SPL值在速度范圍內(nèi)僅相差10db。共振頻率(即最大聲壓級(jí)在頻率軸上的位置)隨著流速的增加而增加。對(duì)于45赫茲的諧振，其頻移要小于81赫茲和53赫茲的諧振。最大聲壓級(jí)值、各諧振的對(duì)應(yīng)頻率以及諧振達(dá)到最大聲壓級(jí)時(shí)的風(fēng)速如表1所示。


 




在“最佳”風(fēng)速下測(cè)量的頻譜如圖6所示。在81赫茲和53赫茲的共振峰比較尖銳，而在45赫茲的共振峰則表現(xiàn)為一個(gè)較寬的峰。在81hz時(shí)，共振比寬帶背景噪聲高30db;其他共振的對(duì)應(yīng)值分別為53赫茲時(shí)的17分貝和45赫茲時(shí)的10分貝。當(dāng)風(fēng)速高于或低于“最佳”風(fēng)速時(shí)，al共振峰變得更寬。


由于在[5]試驗(yàn)段的1/ 8尺度模型中沒(méi)有觀察到這種共振效應(yīng)，所以假設(shè)在1/20模型中發(fā)現(xiàn)的整個(gè)隧道的共振一定是由隧道電路的聲共振模態(tài)引起的。為了識(shí)別聲共振模態(tài)的形狀，采用位于沉降室固定位置的基準(zhǔn)麥克風(fēng)和沿管道軸線穿過(guò)的第二麥克風(fēng)對(duì)隧道軸線上的聲場(chǎng)進(jìn)行采樣。兩個(gè)麥克風(fēng)都配有一個(gè)鼻錐。圖7為掃描麥克風(fēng)所觀察到的聲壓級(jí)，以及相對(duì)于參考麥克風(fēng)在81 Hz頻率下的相位。聲場(chǎng)表現(xiàn)出典型的駐波模式，在駐波節(jié)點(diǎn)處存在交變壓力峰值和-1800相位位移。在管道長(zhǎng)度的1/3和2/3處可觀察到兩個(gè)壓力節(jié)點(diǎn)，分別。相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離對(duì)應(yīng)一個(gè)半波長(zhǎng)(用無(wú)平均流量空氣的聲速計(jì)算，c-340 m/s)。噴嘴和集塵器上的壓力節(jié)點(diǎn)表示噴嘴和集塵器構(gòu)成隧道管道的“開(kāi)口端”。式(2)的諧振頻率為f， =84.9 Hz?？紤]到聲波的傳播速度對(duì)于隨流而行(c'=c +U)和逆流而行(c'=c-U)的波是不同的，因此聲波與所觀測(cè)到的81赫茲共振頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系是驚人的高。4hz的差異可以用式(2)中沒(méi)有考慮的端部校正來(lái)解釋。由此證明，在81赫茲處的共振是由n=3的隧道管道的聲共振模式引起的


圖8為位于混流層(金剛石)內(nèi)的采樣麥克風(fēng)和安裝在吸聲襯砌(正方形)后與測(cè)試段壁齊平的采樣麥克風(fēng)所測(cè)得的測(cè)試段聲壓級(jí)和81 Hz相位。參考麥克風(fēng)位于噴嘴出口。相位梯度dp/dx表示的是流體的傳播速度，它對(duì)流入和流出的測(cè)量顯示了不同的行為。當(dāng)傳聲器位于剪切層時(shí)，所觀測(cè)到的壓力波動(dòng)主要受流動(dòng)不穩(wěn)定性的影響。當(dāng)麥克風(fēng)被測(cè)試段壁上的吸收襯里保護(hù)起來(lái)不受氣流影響時(shí)，它只接收聲壓波動(dòng)。(內(nèi)襯由2厘米的開(kāi)孔泡沫塑料組成，在低頻下幾乎對(duì)聲波透明。)在靠近噴嘴出口處，剪切層中測(cè)得的相梯度dp/dx隨距離噴嘴的距離增大而增大，壓力水平相對(duì)較低。再往下游(x>- 8cm)，相位梯度幾乎不變，壓力水平增加15db。這可以用渦旋的不斷增大來(lái)解釋強(qiáng)度隨射流出口距離的增大而增大。在靠近噴管的位置，內(nèi)流傳聲器觀察到聲波與流動(dòng)不穩(wěn)定性的結(jié)合。再往下游，傳聲器信號(hào)受氣流不穩(wěn)定性的控制。這一解釋得到了熱線測(cè)量的支持，它產(chǎn)生了沿射流剪切層速度波動(dòng)幾乎線性增加;集電極處的振幅是噴嘴處的20倍。由曲線的線性部分(Fiq中的菱形)導(dǎo)出的相位梯度。底部，從x=-3 cm到x= 14 cm)表示波長(zhǎng)為29 cm。在81赫茲的頻率，這導(dǎo)致傳播速度為84.6公里/小時(shí)。這相當(dāng)于平均流速的62%，這是對(duì)流速度渦在剪切層的分布。
 
文章選自： 
Wind Tunnel Pulsations and Their Active Suppression
Gerhard Wickern
Audi AG
Wilhelm von Heesen
Müller-BBM Schalltechnisches Beratungsbüro
Steffen Wallmann
WBI Wallner u. Brand Ingenieurgesellschaft mbH
Reprinted From: Vehicle Aerodynamics
(SP–1524)
SAE 2000 World Congress
Detroit, Michigan
March 6-9, 2000
 
如有意相關(guān)技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系張英朝教授，發(fā)郵件至：yingchao@jlu.edu.cn！ 
分享到：
 
反對(duì) 0 舉報(bào) 0 收藏 0 評(píng)論 0
滬ICP備11026917號(hào)-25