1、氣動聲學的經(jīng)典技術(shù)和應(yīng)用,楊志剛 高速列車研究中心,1,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,2,主要內(nèi)容,聲學技術(shù)的工程應(yīng)用 航空聲學問題 水聲學問題 流體聲學技術(shù)的發(fā)展 模型和數(shù)值方法 聲學試驗技術(shù) 高速列車的聲學問題 高速列車噪聲分析 高速列車過隧氣壓爆波分析,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,3,1、聲學技術(shù)的工程應(yīng)用,如何在保證運行效率的情況下抑制噪聲？,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,4,航空聲學問題,嚴格的適航認證FAA 國際民航的準入制度,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,5,發(fā)動機結(jié)構(gòu)聲學抑制問題,2020/7/17,中南

2、大學 高速列車研究中心,6,短艙聲學問題,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,7,某實際聲襯的聲抑制效果,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,8,發(fā)動機噴流噪聲問題,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,9,機體噪聲問題,起落架噪聲,副翼、襟翼噪聲,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,10,安裝效應(yīng),發(fā)動機與機體的相對位置導致的聲屏蔽作用以及發(fā)動機流體擾動與機體邊界的相互作用問題,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,11,噪聲抑制效果 1970s-now -30dB,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,12,水聲學,潛艇自輻

3、射噪聲的抑制問題 對主動聲吶反射噪聲的抑制問題,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,13,潛艇聲散射和聲輻射抑制,潛艇消聲瓦敷設(shè)的優(yōu)化 低頻薄層消聲瓦+主動控制：PVDF智能泡沫 低噪聲推進潛艇泵噴推進,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,14,消聲瓦效果的研究,聲管試驗研究+消聲水池實驗 海上實測 聲散射的邊界元,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,15,2、流體聲學技術(shù)的發(fā)展,理論和數(shù)值的發(fā)展 聲類比理論 邊界元、有限差分等方法 實驗技術(shù)的發(fā)展 聲管試驗 構(gòu)建消聲環(huán)境 相控聲陣列技術(shù)和聲全息技術(shù),2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,16,模型

4、和數(shù)值技術(shù)的發(fā)展,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,17,聲類比理論,四極子源項：,偶極子源項：負荷噪聲,單極子源項：厚度噪聲,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,18,實驗技術(shù)的發(fā)展：聲管試驗,駐波管法測量材料的 正反射吸聲特性,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,19,實驗技術(shù)的發(fā)展：消聲環(huán)境,噴流試驗,發(fā)動機進氣端試驗,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,20,相控聲陣列和聲全息成像技術(shù),60通道螺旋聲陣列,256通道聲成像點陣,Beamforming技術(shù)， 利用相位關(guān)系， 尋找聲源的可能位置,反聲技術(shù)， 利用聲輻射模型反演， 計算聲源的

5、準確位置,較遠距離 （米級） 大范圍聲源區(qū),近距離 （厘米級） 小范圍,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,21,3、高速列車的聲學問題,噪聲限制標準 噪聲問題分類 車外噪聲 車內(nèi)噪聲 氣壓爆波,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,22,高速列車噪聲限制標準,GB 3096-2008 聲環(huán)境質(zhì)量標準 GB 12525-1990 鐵路邊界噪聲限值及其測量方法 修改方案 GBT 5111-1995 聲學 鐵路機車車輛輻射噪聲測量 GBT 12816-2006 鐵道客車內(nèi)部噪聲限值及測量方法,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,23,高速列車聲學問題分類,列車周圍

6、流場擾動產(chǎn)生的氣動聲學問題 列車內(nèi)部環(huán)境噪聲問題 列車過隧道產(chǎn)生的氣壓爆波問題,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,24,高速列車外部噪聲特點,結(jié)構(gòu)振動沖擊噪聲 輪軌 動力裝置與連接裝置 流噪聲 車頂部的受電弓和導流罩 車底部（轉(zhuǎn)向架和連接裝置） 車頭部以及車體連接部位 集電噪聲 受電弓 250km/h以上，流噪聲占主導地位,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,25,流噪聲源,車體周圍流場擾動的四極子聲源 包括流場剪切、繞流、間隙流動等 車體受到的流場載荷力形成的偶極子源,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,26,高速列車外部噪聲分析,66點陣相控聲陣列測試系統(tǒng),2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,27,高速列車外部噪聲實測,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,28,動模型實驗臺聲屏障聲學試驗,2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,29,高速列車內(nèi)部噪聲分析,8*8點陣聲全息技術(shù),2020/7/17,中南大學 高速列車研究中心,30,CRH2機車室噪聲測量,2020/7