基于涡流发生器的流动控制与降噪技术研究

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涡流发生器在飞机上的应用

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

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。

带有纵向涡发生器的翅片管的流动与传热数值研究

ＬｈｈａＬｉｅｕＳｉ，ｉｈｕＱ（ｏｅＥｇｅｒｇＳｈｏ，ａｊｇＮｒａＵｉｒｔ，Ｎｎｉｇ１０２Ｃｉ）ＰｗｒｎｉｅｎｃｏｌＮｎｉｏｌｎｅｓｙａｊ０４，ｈｎｎｉｎｍｖｉｎ２ａ
ｔａｔｅｗｎｌｓｈｎｏｈｒｔｏａｇｅ．
Ｋｙｏｄ：ｏｇｕｉａＶ￣ｘＧｎｒｔ（Ｖｓ，ＨａｔｎｆｎａｃｍｅｔＮｍｒａｓｌｉｎｅｗｒｓＬｎｔｄｌｏｅｅｅｏＬＧ）ｅｔｒｓｒｈｎｅｎ，ｕｅｃｉａｏｉｎａｒｓａｅｅｉｌｍｕｔ
低温与超导第３８卷第４期
制冷技术
Ｒｅｒｇｒｔｏｆｉｅａｉｎ
Ｃｙ．Ｓｐｒｏｄｒｏ＆ｕｅｃｎＶ１３Ｎ．ｏ．８ｏ４
带有纵向涡发生器的翅片管的流动与传热数值研究
鹿世化，李奇贺
．
（南京师范大学动力工程学院，南京２０４）１０２
ＬＧ的翅片管换热器进行了研究。文章分别针Ｖｓ
（以下简称ＬＧ）Ｖｓ同时满足以上三种强化传热的机理。另一方面，ＶｓＬＧ便于加工的特点使得其在
近十年来得到的研究和应用越来越多。
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｈｅｔｔｎｆｒｃａａｔｒｔｓａｄｆｕｄｆｗｓｕｔｒｆｆ－ａｄ— ｔｂｅｔｅｃａｇｒｗｉｏｇｔｄｎｌｖｒｘａａｓｅｈｒｃｅｓｉｎｉｏｔｃｕｅｏｎ — ｎ — ｕｅｈａｘｈｎｅｔｌｎｉｉａｏｔｒｉｃｌｌｒｉｈｕｅ

涡流发生器

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

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。

短舱涡流发生器流动控制机理初探

［ｙｒｓｌｗｎｒｌｏｅｏｔｌＮａｅｌｔｋＫｅｗｏｄ１ｏＣｏｔ；ｒｘＣｎｒ；ｃｌＳｒｅＦｏＶｔｏｅａ
０弓Ｉ富增升装置设计是民用飞机设计中的关键一环。它影响到飞机的商载航程、燃油效率和噪音排放水平，因而
舱后翼面区域产生下洗流场并为边界层注入能量，降低短舱后气流的当地有效迎角，延缓由于 “ 挂架涡”提前破裂而导致的大面积分离，从而能够改善失速区形态。关键词：流动控制，涡控制；短舱涡流发生器
［ｓｒｃ］Ａｐｌａｉｎｎｅｅｏｍｅｔｏｉｄｏｏｔｘｃｎｒｅｉｅ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｅｎｃｌｔａｅａｅｆｓｒｖｅｄＡｂｔａｔｐｉｔｓａｄｄｖｌｐｎｓｆａｋｎｆｒｏｔｄｖｃ，ｈａｅｌｓｒｋ，ｒｉｔｅｉｗｅ．ｃｏｖｅｏｌｅｒ
ＵｎｅｌｉｇｆｗｏｎｒｃａｓｒｈｎｄｅｄｒｙｎｌｏｃｔｏｌｍｅｈｎｉｍｓａｅｔｅｍｏｎｔａｅｈｏｕｈＣＦｓｍｕａｉｎ．０ｎｅｔｅｎｃｌｔａｅｉｐｒｐｒｙｓｒｔｄｔｒｇＤｉｌｔｏｓｃｈａｅｌｓｒｋｓｏｅｌｅ
直接关系到飞机的性能、运营成本和Ｅ益重要的环保ｌ性。增升装置的气动设计和优化又历来被公认为是设计中的重点和难点，这是由增升装置的几何复杂性以及随

前沿气动噪声控制技术研究及其应用现状分析

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。

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基于涡流发生器的流动控制与降噪技术研究潜艇在水下高速航行时,水动力噪声成为主要噪声源,极大的破坏了潜艇的
声隐身性能,涡流发生器是空气动力学中较为常见的流动控制装置,本文提出了
基于涡流发生器控制指挥台围壳的不稳定流动,降低其水动力噪声的方法,从流
动控制角度为降低潜艇水动力噪声提供了新的思路。

本文以SUBOFF标准潜艇的指挥台围壳-艇身模型为研究对象,通过大涡模拟(LES)求解流场信息,利用声类
比及有限元与无限元结合的方法求解流激噪声,分析围壳与艇身结合处产生的马蹄涡激励围壳产生的流激噪声特性,采用在围壳前缘与艇身结合处施加机械式涡流发生器的方法,减弱马蹄涡的强度,降低因马蹄涡产生的流激噪声。

分析围壳表面边界层分离与尾涡脱落产生的流激噪声特性,采用在围壳转捩区施加微型涡流发生器的方法,控制边界层分离,降低因边界层分离与尾涡脱落产生的流激噪声,分析了机械式涡流发生器与微型涡流发生器的流动与噪声控制机理。

通过改变机械式涡流发生器的形状,与来流方向夹角,距围壳前缘距离;改变微型涡流发生器的攻角,入射角、高度,确定了降噪效果最佳的两类涡流发生器几何参数。

在此基础上,通过开展试验验证,在重力式水洞中利用混响法与湍流脉动压
力测量法测量了添加机械式涡流发生器模型的水动力噪声,进一步评价了机械式涡流发生器的降噪能力,验证了数值计算方法的准确性。

本文的研究结果为潜艇水动力噪声的治理提供了相关参考,为高航速条件下的潜艇减振降噪奠定了基础。