160-区彤、张艳辉等气动噪声模拟及其在横琴发展大厦的应用

关于航天的低噪放,功放,变频器的说明摘要：1.航天领域中的低噪放、功放和变频器的作用2.低噪放的原理与技术要求3.功放的工作原理及技术指标4.变频器的功能及其在航天通信中的应用5.我国在航天电子设备领域的发展与挑战正文：航天科技在我国的发展已经取得了举世瞩目的成就，其中航天电子设备的技术水平在很大程度上决定了航天器的性能。

在航天领域中，低噪放、功放和变频器等电子设备起着关键作用。

首先，低噪放（Low-Noise Amplifier, LNA）是一种用于放大微弱信号的电子器件。

在航天通信系统中，低噪放被广泛应用于卫星接收地面站发射的微弱信号。

其原理是在放大信号的同时，降低噪声的干扰，从而提高信号质量。

低噪放的技术要求主要包括低噪声系数、高增益、高线性度等。

其次，功放（Power Amplifier, PA）是一种能够将输入信号的功率放大到较高水平的电子设备。

在航天通信系统中，功放用于驱动卫星发射天线，从而实现地面站与卫星之间的通信。

功放的工作原理主要是通过控制输入信号的幅度和相位，使得输出信号具有所需的功率。

功放的技术指标主要包括输出功率、增益、效率、线性度等。

再者，变频器（Frequency Converter, FC）是一种能实现信号频率转换的电子设备。

在航天通信系统中，变频器用于实现不同频段之间的信号传输。

例如，将C 波段信号转换为Ku 波段信号，以提高信号传输的效率。

变频器的功能主要包括频率变换、信号放大、滤波等。

我国在航天电子设备领域已经取得了显著的成就，但在低噪放、功放和变频器等核心技术的研发方面，与国际先进水平仍存在一定差距。

超高层建筑气动噪声场的大涡模拟祝志文;邓燕华【摘要】为揭示超高层建筑气动噪声产生的机理及空间分布特征,利用大涡模拟,在大气边界层内求解超高层建筑绕流场,结合FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings)方程的声类比法进行了超高层建筑周围声压场的数值模拟.研究发现:超高层建筑每个面均是偶极子声源,气动噪声是由建筑表面的偶极子声源产生,且受建筑表面风压主导,顺流向和横风向的脉动压力分别主导相应方向的声场辐射强度;气动噪声沿高度方向先增大后减小,在0.7倍建筑高度附近噪声达到最大值;在相同高度和离建筑表面相同距离的不同空间点,当空间点面对建筑迎风面时总声压级最大、背风面次之,侧风面最小;随着空间点与建筑距离的增大,空间点总声压级快速衰减,且横风向较顺风向衰减更快.研究认为:大涡模拟和声类比相结合的方法能合理预测超高层建筑的气动噪声;优化气动外形,降低建筑表面风压是降噪的最有效途径.【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2019(054)004【总页数】9页(P748-756)【关键词】气动噪声;大涡模拟;声类比;偶极子声;风压【作者】祝志文;邓燕华【作者单位】汕头大学土木与环境工程系,广东汕头,515063;江西建设职业技术学院土木工程系,江西南昌 330200【正文语种】中文【中图分类】TU973.213随着超高层建筑数量的增多和高度不断增大，超高层建筑气动噪声对人们生活和工作的影响已引起越来越大的关注. Wang 和 Moin[1]很早就关注钝体后缘产生的噪声和航空器自身产生的噪声，重点是二维气动力学壁面压强的脉动谱和远扬噪声谱，实验结果后来被用于验证噪声数值模拟结果正确性的依据. Brooks 和 Hodgson[2]研究指出，宽带频噪声的辐射与其成分有关，窄带频噪声的辐射与远扬声谱结构有关. 文献[3-4]研究了钝体外形对气动噪声的影响，发现修改后缘具有降噪效应，原因是外形的改变使得流体的扰动减弱从而使得噪声水平降低了. Nishimura等[5]为降低圆柱绕流噪声，发现在圆柱表面黏贴绒毛能有效降低气动噪声，且进一步的研究表明，该方法降噪的机理是因绒毛减缓了流动剪切层的变化，降低了湍流强度及杆件表面的脉动力，从而导致旋涡脱落引起的气动噪声减小. King等[6]为寻求降低高速列车受电弓的气动噪声，将其设计成不同的截面形状，包括圆形、正方形、矩形和椭圆形，发现采用椭圆形截面的杆件气动噪声最小.从文献分析调研来看，气动噪声的研究主要集中在高速列车、圆柱绕流和航空飞行器等方面，国内外对建筑气动噪声的研究鲜有报道，对超高层气动噪声的研究几乎是空白. 掌握超高层建筑气动噪声的机理，从而在设计前进行合理预测，制定相应的降噪措施具有非常重要的工程意义，也是当前迫切需要解决的问题. 本文的目的有二，一是研究超高层建筑气动噪声合理预测的方法，分析其空间分布特征；二是揭示高层建筑气动噪声产生的机理，从而为降噪设计提供合理依据.1 气动噪声的基本理论及数值方法1.1 数值模拟方法气动噪声产生的机理与传统声源不同，前者由不稳定的气流产生，后者是因物体的振动导致对周围气流的扰动. 气动噪声数值模拟的基本原理是将波动方程与流动方程进行解耦，先进行流场的数值模拟，至计算收敛后把求解结果作为声源，通过求解波动方程计算从声源到接收者间的传播. 该方法的优点是仅需计算声源区，计算区域小、对计算资源的要求低，尤其对远场噪声非常适合[7]，且接收者可以不在计算域中；缺点是不能计算回声，既不考虑声波的反射和散射，也不考虑噪声监测点与接受点之间可能存在的空间障碍物[8]. 声源可以是壁面、移动或旋转的声源.大气边界层内超高层建筑的绕流可采用大涡模拟（large eddy simulation，LES），流场计算收敛后通过求解FW-H （Ffowcs Williams-Hawkings，FW-H）方程计算声场. 该方法是当前最有效的噪声预测法，能较较准确地计算湍流脉动量及由此产生的气动噪声[9]. 大涡模拟的控制方程为式中为时间；为流体密度；为时均压强；为流体黏性系数分别为流体沿坐标轴和方向的时均速度称为亚格子应力，物理意义为过滤掉的小尺度脉动与可解尺度湍流之间能量的输送，是可解尺度运动和亚格子尺度运动之间能量交换的纽带. 求解必须建立亚格子（SGS）模型，本文选用Smagorinsky亚格子模型.1.2 声场基本方程及求解实现声类比（FW-H）的方法最早由英国科学家莱特希尔提出，并给出了莱特希尔方程[7]：式中：为远场声压；为声压；为扰动介质的声速；为 Hamilton算子；为lighthill应力张量，且式中：为单位张量；、分别为沿坐标轴和方向的速度分量，和分别为计算声学的参考声压值和参考密度.福茨威廉姆（Ffowcs-Williams）和霍金斯（Hawkings）通过引入 Heaviside函数及其导数为一维 Dirac delt 函数），得到著名的FW-H方程[10]：式中：为垂直于表面的速度分量；为垂直于表面的速度分量；为表面指向外部区域的单位法向量.声场计算完以后，通过傅里叶变换并按式（5）和式（6）分别计算测点声压级（SPL）和测点总声压级值（OASPL）：式中：为有效声压，为测量值，单位为为各测点声压级.2 二维圆柱绕流噪声的数值模拟为验证超高层建筑气动噪声数值模拟的可靠性，先进行二维圆柱气动噪声的数值模拟. 二维圆柱直径 D = 19 mm，入口和出口距圆柱中心分别为8.5D和20.5D，上、下侧距圆柱中心均为10.5D. 壁面首层网格高为1 × 10-4D，网格延伸率为 1.1，为便于与文献[11]计算结果比较，边界条件设置和计算域划分见图1. 湍流模型采用RNG κ-ε.图1 二维圆柱绕流计算域及边界条件Fig. 1 Computational domain and boundary conditions of flow around 2D circular cylinder为获取圆柱周边声场的变化情况，共设置了4个测点，测点距圆柱中心均为35D，各测点号具体布置见图2. 将各测点值与文献[11]结果进行比较，见表1. 从表1可知，本文模拟值与文献[11]值总体上较吻合，最大偏差在5%以内，这可能与两者计算域设置和计算模型不同有关，文献[11]的计算域为26D × 11D，湍流模型采用 LES，而本文计算域为29D × 21D，采用的是RNG κ-ε湍流模型.图2 噪声监测点设置Fig. 2 Arrangement of noise measuring points表1 测点总声压级计算结果与文献值比较Tab. 1 Calculated total sound pressure at measuring points in comparison with reference results测点号 12 3 4文献[11] LES 115.4 109.3 115.4 109.1本文 114.8 105.5 114.8 105.93 超高层建筑气动噪声的数值模拟3.1 数学模型及网格划分为研究城市超高层建筑的气动噪声，选取了C 类地貌下建筑平面尺寸为50 m × 50 m，高度 H =300 m的方形超高层建筑开展气动噪声研究，模型缩尺比为1∶500，平均风速和湍流强度按式（7）和式（8）换算，并通过用户自定义函数（user defined function， UDF）导入 CFD （computational fluid dynamics）计算软件 Fluent 6.3.26.式中：为梯度风高度处的平均风速，且式中：为高度处的湍流强度.计算域设置及网格划分：模型中心定义为坐标原点，将计算域划分为z1～z5五个子区域. 入口和出口分别距模型中心7.5H和15.0H，侧面距模型中心均为3.5H，计算域高6.0H. 平面上以原点为圆心、H为半径的圆为z4子区域，该圆域外设置一个边长为3.0H的方形z3子区域，且在z3子区域外设置z1、z2和z5三个子区域. 这样设置的好处有三，一是便于在除z3子区域外生成结构化网格，使计算更易收敛，同时减少网格数量和计算量，且有利于提高计算精度；二是靠近模型壁面处设置圆形z4子区域有利于控制壁面附近网格精度，保证壁面边界层网格质量，获取流场重点部位信息；三是在z4子区域外设置方形z3子区域非结构网格，目的是通过非结构网格向结构网格过渡，从而减少网格数量. 壁面和地面的首层网格高度均为2 × 10-4B （B 为缩尺后建筑宽度），具体设置见图3.图3 计算域网格划分分区布置Fig. 3 Computational domain partition and mesh arrangement边界条件的设置为：入口为速度边界，建筑顶部风速为12 m/s，出口为自由流出口边界，地面和建筑外表面均设置为壁面，其他均设为对称边界，见图4.图4 计算域施加的边界条件Fig. 4 Imposed boundary conditions in computational domain3.2 噪声监测点布置超高层建筑屋内及附近居民是气动噪声最大的受害者，应作为重点关注的对象. 依据现行规范，建筑平面布置需要考虑消防、采光、通风及日照的影响，不同地区的光照时间存在差异. 本文在分析国家规范的基础上，结合上海和长沙两地的地方规范，认为距拟建物0.3H附近居民较多，故以建筑几何中心为圆心，在内圆 R1 = 0.3H + 0.707B = 0.25 m （即 R1 =2.5B）和外圆 R2 = H + 0.707B = 0.67 m （即 R2 =6.7B）的弧上设置噪声监测点，并定义x轴正向为起始向（即0°），逆时针旋转，每10°设一个监测点. 内圆弧R1上测点编号1～36，外圆弧R2上测点编号为 37～72. 为研究噪声传播的方向性，在45°、135°、225°、315°方向增设测点，对应内圆弧上测点编号分别为 p1、p2、p3、p4，对应外圆弧上为 p5、p6、p7、p8；定义模型中心（0，0）的测点编号 p0，见图5（a）. 为研究气动噪声的衰减特性，分别在x轴和y轴上均匀设置 20 个测点，间距为 1B，且在 y = x轴和 y = -x直线上对应部位设置20个测点，具体设置见图5（b）.图5 噪声测点布置平面图Fig. 5 Plan arrangement of noise measuring points 3.3 噪声计算参数设置噪声模拟时网格划分和边界条件均与流场模拟相同，流场模拟和噪声模拟的时间步长分别设置为t = 5 × 10-4 s和t = 5 × 10-5 s，声速为 340 m/s，参考声压 2× 10-5 Pa，声源区域为建筑表面. 计算测点声压时，根据分析目的激活相应的声源区，并选中对应的声文件.3.4 风场模拟结果由于风场模拟结果将直接影响噪声模拟的可靠性，因此，在入口和模型中轴线上沿高度方向设置风速监测点，得到了风速（U）和湍流强度（IU）沿高度的变化规律，见图6 （图6中目标值是指按式（7）和式（8）通过UDF导入的理论值）.图6 入口和模型处平均风速和湍流强度剖面Fig. 6 Profile of velocity and turbulence intensity at inlet and in model area从图6中可以看出，入口和模型处平均风速剖面均与目标值吻合较好，但前者湍流强度剖面较目标值小很多，尤其是在近地面附近，这是因为入口处湍流强度还未得到充分发展[12]，后者1/3 以下湍流强度较目标值稍大，1/3 以上与目标值基本一致，这可能是受地面效应所致[13-14].3.5 机理研究关于气动噪声机理的研究，多数文献集中在圆柱绕流噪声机理及航空飞行器等的研究，超高层建筑气动噪声机理研究未见相关报道. 将建筑迎风面、上侧面、背风面和下侧面依次命名为YM、SM、BM、XM，见图7.图7 建筑表面编号Fig. 7 Index of building surfaces为区分各个面作为声源时对声场辐射强度的贡献，将YM、SM、BM、XM，YM+ BM 组合及SM + XM组合分别作为声源区，获得了0.1H高处R1圆弧上测点声场声压级辐射曲线，见图8.从图8中可发现，超高层建筑气动噪声声场声压级辐射曲线具有下列特征：（1）不同立面作为声源区产生的声场声压级的辐射曲线（简称声场曲线）均表现明显的“8字”形，具有偶极子声场辐射特性，且偶极子轴与建筑立面的法线一致. 虽然各个面声场曲线形状表现相似，但局部还是存在些差异，主要表现为不同立面的切线方向声压级值相差明显. 文献[15]指出，偶极子是由两个强度相等而相位相反的单极子相距一定距离组成的，其声源辐射曲线是个“8”字形状；但不同立面偶极子的强度不同，因而不同立面的噪声强度不同.（2）背风面或迎风面声源的声场曲线均具有“8”字特征，但并非标准“8”字；若迎风面和背风面两者组合后（即顺流向）的声场曲线与标准“8”较为接近，且顺流向类似偶极子轴；可见背风面和和迎风面的声场曲线基本相同，但相位相差较大.（3）垂直流向为偶极子轴，声压曲线是个对称性较差的“8”字形，上、下侧面声压级值存在明显差异. 值得注意的是上、下侧面组合作为声源区产生（即垂直流向）的声场曲线具有多瓣性，呈现畸变的“8”字形，推测为单极子和偶极子的复合特性，这可能是两侧的旋涡脱落不同步导致. 刘敏等[16]通过圆柱绕流声场研究后指出，绕流声波来源于圆柱表面的旋涡脱落，旋涡脱落时会产生一个负压脉冲，同时在另一边产生一个正压脉冲. 随旋涡脱落的交替产生，正负压力脉冲在圆柱上、下两个表面产生了偶极子性声波. 由于方形截面与圆形截面不同，方形截面的正、负压力脉冲存在较大的不平衡性，导致产生的声波在时程上表现不规则.（4）顺流向的阻力和垂直流向的升力分别主导顺流向和垂直流向的声压级，其他方向的声压级是两者声压级叠加的结果.图8 建筑面声源产生的声场分布Fig. 8 Distribution of sound field producedby sound source on building surfaces3.6 噪声特性3.6.1 空间特性按式（5）并结合式（6）分别获得了 R1、R2圆弧上和不同高度测点总声压级，计算时将地面仅作为物理性的边界条件，不考虑其对声压级的贡献，结果见图9和图10. （图例中 m1为 1 号测点， = 0.1H 表示 = 0.1 H高度的R1圆弧上各测点总声压级，其他依次类推. ）从图9中可以看出，R1圆弧上各测点总声压级沿高度的变化趋势相同，沿高度均为先增后减，最小值在近地面，0.7H附近出现最大值，建筑高度以上各测点总声压级几乎以相同的斜率衰减. 与建筑距离和顺流向夹角相同的上游测点总声压级较相应下游测点略小，如测点m15声压级较m5小；与建筑距离相同的同一水平面上，测点总声压从大至小依次为迎风面、背风面和侧风面；另外，建筑几何中心p0测点总声压级最大，沿高度先增后减，但变化幅度相对其他测点较小. 顺风向测点总声压级值较相应横风向（y轴向）大. 随高度的增加，声场辐射曲线的“8”字先增大后减小，这与图9（a）所表现的规律一致.上述现象产生的原因可能是：（1）由于每个面声源均是个偶极子声源，对于方形截面，顺流向风压导致的声源辐射强度较垂直流向大，且迎风面风压产生的声源辐射性最强（见图8），从而导致顺流向声压级较垂直流向大，迎风面声压级相对稍大.图9 测点总声压级及声场曲线的空间特性Fig. 9 Spatial characteristics of total sound pressure level at measuring points and sound field curve图10 不同高度声场曲线Fig. 10 Curves of sound pressure at different heights（2）由于近地面风速小，以致各立面的风压均较小. 因风速沿高度逐渐增大，在约2/3H高处风压达到最大值；靠近建筑顶部，因受流体的三维效应，风压绝对值减小[17]，风压沿高度的变化导致了声场辐射强度的改变. 建筑高度以上，声压级取决于建筑高度范围内声源声场的辐射，以致建筑顶部测点总声压级曲线沿高度几乎以相同的斜率衰减.（3）上、下风向角部测点（如 m15和 m5）声压水平取决于该处顺流向和垂直流向风压产生的声场辐射的叠加，由于迎风角部的剪切分离流在侧面产生的旋涡脱落强度和空气夹带能力均较下风向弱，即侧面上风向风压绝对值较下风向小，加上上游的气动声源向下游移动，从而导致了两者总声压级的微小差异.（4）高层建筑的每个立面均是个偶极子声源，文献[15]指出偶极子声源可认为是两个相等而相位相反的单极子，相距一个短距离b的组合：式中：为与偶极子轴的夹角.在建筑中心位置，各壁面距p0测点的距离均为r = 0.5B，代入式（9）可得本文计算时考虑声波能穿越边界及透过壁面.可见p0处声压水平是由建筑4个壁面产生的声压级的叠加，以致该测点总声压级最大.从图10声场曲线沿高度的变化可知，随着与建筑距离的增大，声压水平逐渐减小，但声压曲线逐渐向标准的“8”字转变. R2圆弧上不同高度声压曲线外形基本相同，均趋于标准“8”字形. R1圆弧上 =0处声压曲线表现为胖“8”字形，但随高度的增大，逐渐向标准“8”字靠近，这可能是底部湍流强度较大所致，湍流强度对顺流向的风压影响很小，但对垂直流向的风压影响显著，其次与侧面旋涡的加速度、畸变等有关. 随距离增大，垂直流向的声压水平主要取决于侧面风压，受旋涡运动及流态的影响减弱，所以声场曲线逐渐接近标准“8”字形.3.6.2 衰减特性为研究超高层建筑气动噪声的衰减特性，计算了按图5（b）设置的测点总声压级，得到不同方向和不同高度的声场声压级辐射曲线，见图11.图11 测点总声压级的衰减曲线Fig. 11 Decay curve of total sound pressure level at measuring points图11 显示，相同高度的顺流向总声压级曲线具有双峰的特性，其他方向均为单峰. y = x和 y = -x直线上测点总声压级曲线具有很好的对称性，其他轴向的对称性稍差. 这是因顺流向测点总声压级主要由迎风面气流与壁面碰撞的正压和背风面漩涡脱落形成的负压主导，两者不但大小不同，而且相位相差较大，相关性较弱，导致测点总声压级曲线的不对称，且出现类似双峰的特征. 垂直流向的测点总声压级主要由侧面风压主导，由于方形建筑的几何对称性，两侧面风压值大小基本相同，方向相反，加上旋涡脱落的随机性导致涡脱并不完全同步，瞬时值也不同，但风压相关性仍较顺流向迎风面和背风面强，以致两侧面测点总声压级值略有差异，但声压辐射曲线的对称性仍较强. 其他部位测点总声压级来源于顺流向和垂直流向风压产生的声源辐射声压级的叠加. 在垂直来流方向，声压曲线出现明显的尖峰，其衰减速率较顺风向大. 随高度增大，测点总声压级不断增大，但变化趋势相同，这是由于风速沿高度逐渐增大导致风压逐渐攀升，以致声场辐射强度增大所致.4 结论利用大涡模拟对超高层建筑风荷载进行数值模拟，然后结合FW-H方程的声类比法求解声源声场，揭示了超高层建筑气动噪声产生的机理，分析了声场声压级的空间分布特征，得到以下结论：（1）利用大涡模拟对大气边界层内超高层建筑绕流数值计算后，结合基于FW-H 方程的声类比法能合理预测超高层建筑气动噪声；总声压极值沿高度先增后减，在0.7倍建筑高度附近达到最大值，随后声压级值逐渐降低.（2）高层建筑的单个面产生的声源的声场曲线表现为明显的“8”字形，具有偶极子声特征，壁面的法向为偶极子轴；顺风向和横风向的风压分别主导顺流向和垂直流向的声压级. 降低高层建筑气动噪声的关键是优化气动外形，降低壁面风压绝对值.（3）迎风面和背风面风压产生的声压曲线有较大相位差，但两者声压级相差较小；两个侧面风压产生的声压曲线的相位差和声压级值均相差较小；顺流向同一水平面上测点总声压级曲线表现双峰性，其他方向均有明显的尖峰. 随距离的增大，横风向声压级衰减较顺风向快. 与建筑距离相同的测点，同一水平面上测点总声压级值大小依次为迎风面、背风面和侧面.（4）高层建筑气动噪声主要由壁面风压主导，旋涡的加速、畸变等仅对侧面和背面壁面附近声压级有明显的影响，且随距离的增大，影响逐渐减弱.【相关文献】[1]WANG M， MOIN P. 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风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟一、风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟概述风力涡轮机作为可再生能源领域的重要技术之一，其效率和性能直接影响到能源的转换效率和经济效益。

在风力涡轮机的运行过程中，叶片的气动噪声是一个不可忽视的问题，它不仅影响周围环境的声学舒适度，还可能对机器的长期运行造成不利影响。

因此，对风力涡轮机叶片气动噪声进行数值模拟，以预测和降低噪声，具有重要的实际意义。

1.1 风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟的重要性数值模拟作为一种高效、低成本的研究手段，可以对风力涡轮机叶片在不同工况下的气动噪声进行预测和分析。

通过数值模拟，可以深入理解噪声产生的机理，为叶片设计优化提供理论依据。

1.2 风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟的研究现状目前，气动噪声的数值模拟主要采用计算流体动力学（CFD）和声学模拟相结合的方法。

CFD用于模拟叶片周围的流场，而声学模拟则用于预测由此产生的噪声。

随着计算机技术的发展，数值模拟的精度和效率不断提高，已经成为风力涡轮机叶片气动噪声研究的重要工具。

二、风力涡轮机叶片气动噪声数值模拟的理论基础2.1 气动噪声产生的机理气动噪声是由流体与固体表面相互作用产生的，其主要来源包括叶片表面的压力波动、尾迹涡流的脱落以及叶片与周围空气的湍流相互作用等。

这些因素共同作用，导致声波的辐射。

2.2 数值模拟方法数值模拟通常采用有限体积法（FVM）或有限元法（FEM）来离散控制方程，通过求解Navier-Stokes方程来模拟流场。

对于声学模拟，可以采用声学类比法（ANA）或直接求解声波方程的方法。

2.3 边界条件和模拟参数在进行数值模拟时，需要合理设置边界条件，包括入口和出口的流动条件、叶片表面的无滑移条件以及远场的辐射条件等。

此外，模拟参数的选择，如时间步长、网格密度等，也对模拟结果的准确性有重要影响。

三、风力涡轮机叶片气动噪声数值模拟的关键技术3.1 网格生成技术网格生成是数值模拟的第一步，它直接影响到模拟的精度和效率。

油气地球物理2016年7月PETROLEUM GEOPHYSICS第14卷第3期收稿日期：2016-04-11作者简介：张雅婧，女，广西大学计算机学院电子商务专业，在读硕士研究生。

目前，老油区的二次高精度采集及深层地震勘探是油气勘探重点。

而油田多年的开发建设造成了抽油机、高速公路等地面生产、生活设施密布的现象,它们形成的噪音污染严重干扰了野外的地震勘探施工，导致采集的资料信噪比偏低，分辨率下降。

与当前地震勘探中常见的噪声相比，抽油机噪声有不同的特点：一方面，抽油机噪声主要沿地面传播，与面波传播方向类似，但抽油机噪声的能量较面波的弱很多，传播距离有限；另一方面，抽油机噪声的频带很宽，能量主要集中在个别频率上，且与有效信号的频带相重合，应用频率域陷波、中值滤波、小波变换[1-4]等方法进行压噪会降低资料的保真性。

三维矢量组合噪音压制技术也是一种比较成熟的井场噪音压制技术[5]，本文通过分析抽油机噪声的周期性特征，研究基于波场重构的抽油机噪声压制方法。

1波场信号重构消去法压噪原理在地震反射波初至到达前，所接收信号为纯噪音信号，利用这些噪音信号重构出整道中的噪音信号，从而可以将其从地震记录中消去。

设某个周期内的噪音信号为f 1()t ，下一个周期内的噪音信号为f 2()t ，……，第n 个周期内的噪音信号为f n ()t ，那么有波场信号重构消去周期性噪音方法张雅婧1，王成礼2（1.广西大学计算机与电子信息学院，广西南宁530004；2.中国石化地球物理公司胜利分公司，山东东营257015）摘要：抽油机作为老油区地震资料采集中遇到的主要干扰之一，对于地震资料的信噪比有较大的影响。

针对这一现象，研究了抽油机噪音的周期性特征，提出了波场信号重构压制周期性噪音的方法。

利用噪音的周期性，从不同角度对噪音进行消除，达到去噪的效果。

关键词：周期性噪音；噪音压制；波场重构Wave field signal reconstruction to remove the cyclic noiseZHANG Ya-jing 1,WANG Cheng-li 2（1.College of Computer and Electron Information in Guangxi University,Nanning Guangxi 530004,China;2.Shengli Branch of Geophysical Corporation,SINOPEC,Dongying Shandong 257015,China ）Abstract:The pumping unit,one of the main interference encountered in the acquisition of seismic data in the old oilfield,have a great influence on the signal-to-noise ratio of the seismic data.Aimed at resolving the problem,the characteristics of the cyclic noise of the pumping unit are researched.It is proposed that the cyclic noise is suppressed by reconstructing the wave field signal.The noises are removed from different angles by using the cyclicity of the noise.Key words:cyclic noise,noise suppression and wave field reconstruction第14卷第3期张雅婧，等：波场信号重构消去周期性噪音方法·13·f 2()t =f 1()t -T ⋮⋮f n ()t =f 1()t -()n -1T （1）式中：T 为噪音信号的主周期。

汽车车身部件气动噪声贡献量数值模拟研究刘龙贵;谷正气;张勇;尹小放;林肖辉【摘要】利用大涡模拟(LES)对某典型车型瞬态流场进行仿真计算,应用Lighthill-curle声类比理论,采用宽带噪声源模型(BNS)及FW-H方程,对汽车车身部件气动噪声进行数值模拟研究.分析了车身各板块及凸出部件附近气流的分离情况及外场声压级大小,对比了有、无部件时车外声场的差异;并确定了车身各部件气动噪声的贡献量.通过气动噪声贡献量的对比发现,汽车各部件中近场总声压级贡献量相对较大的为底盘和车轮、天线和雨刮器相对较小;远场声压级贡献量中,车身和底盘相对其他部件较大,天线相对较小;且车外远场点声压级的大小和各部件辐射噪声的强度以及其辐射面积正相关;车身板块中贡献量相对较大的为侧围和轮腔,较小的为前挡风玻璃.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)010【总页数】6页(P89-94)【关键词】气动声学;贡献量;大涡模拟(LES);声类比;宽带噪声源模型;FW-H方程【作者】刘龙贵;谷正气;张勇;尹小放;林肖辉【作者单位】湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410012;湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410012【正文语种】中文【中图分类】U461.1汽车行驶过程中，车身与气流相互作用产生的压力脉动，即引起气动噪声的根源［1］。

而汽车车身各部件的气动噪声贡献量是不同的，对汽车各部件气动噪声进行贡献量分析，以确定对汽车气动噪声影响最大的部件，这是实现低噪车身设计的重要环节和重要保障。

2006年惠巍等应用有限元结合边界元的方法对某简单轿车模型进行了面板声学贡献度分析，并针对贡献量较大的板块提出了降噪措施取得较好的结果［2］;2008年韩旭等采用了新的参数“声学贡献和”与“声场总贡献”并以某型轿车为例来分析和衡量了车身板件对乘员室声压响应的声学贡献，确定了出车身板件上最佳的阻尼层贴附位置［3］;2010年邓江华等基于近场声全息技术(NAH)分析了车内噪声贡献量［4］;2011年邹岳对某拖拉机驾驶室的面板声学贡献度进行了分析，并提出了结构优化措施［5］;2011年刘东明等应用LMS ASQ计算了车身板件对车内空腔辐射噪声的贡献量，仿真值与实验值在低频范围内比较符合［6］;2012年王二兵等通过计算得到车身各板件对车内噪声的声学贡献，分析出影响比较显著的关键面板，根据分析结果对车身相应板件进行振动抑制，结果表明板件贡献分析方法为控制车内低频噪声提供了合理的建议［7］。

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。

气动声学与噪声控制教案李晓东高军辉《气动声学与噪声控制》是北京航空航天大学能源与动力工程学院开设的面向能源与动力工程大类且具有航空航天动力学科特色的选修课程。

该课程的总体定位就是通过课堂讲授、动手实验等环节，使学生掌握声波产生、传播及接收等方面的基本知识，初步掌握工业与环境噪声控制的基本原理与方法，以及气动声学的基本问题与方法，为学习后续课程及有关的科学技术研究打下良好的基础。

根据国家教委对能源与动力类特别是航空动力类学生培养的要求，参考国际同类课程，用现代的观点审视、精选、重组和更新了传统的教学内容。

在加强并适当拓宽了基础知识的同时，妥善处理了与前沿科技和现代工程应用的衔接，保持了教学内容的先进性、前沿性和时代性。

本课程的基本要求是通过讲授该课程，帮助同学掌握有关的基础知识与基本概念，通过课外作业锻炼同学运用基本知识分析与解决问题的能力。

在此基础上通过对国内外最新的相关研究成果和工程应用范例的讲解来阐述如何运用这些基本知识去解决实际工程问题。

第一讲绪论及声波的基本性质教学任务(1)近代声学发展历史简介；(2)声学发展现状及基本特点；(3)声波的分类及其性质教学目标与特色目标：（1）了解声学研究，尤其是噪声研究的发展背景，通过举例，了解现代航空宇航领域噪声研究现状及问题所在；（2）通过讲授，使同学们清楚现代声学的研究范畴和分类，了解各个研究领域及其关心的问题；（3）通过讲授，使同学们对声学发展简史及发展现状等方面有初步的了解，从而增强学习该们课程的兴趣；尤其是通过讲解中国古代建筑声学方面的成就，使同学们对中国古代声学的发展有所了解；（4）通过讲授，使同学们正确理解声波产生的基本物理图画，掌握描述声波的一些基本物理量，包括波峰、波谷、频率、幅值、相位等特色：（1）历史故事与科技发展相结合，激发学生的学习兴趣；本讲第一部分内容为声学发展历史简介，这部分内容包含声学研究领域的很多历史人物和故事，该部分内容的讲授将采取讲故事的叙事方式，重温各科学家的研究，试图使同学们明白需求推动科技发展的理念。

进风格栅旋向对风扇噪声性能影响的数值模拟和实验研究发布时间：2022-09-26T12:01:33.401Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷第10期作者：柳洲李文龙张弛[导读] 空气循环扇是针对用户对风扇产品需求升级的品类柳洲李文龙张弛珠海格力电器股份有限公司珠海 519000摘要:空气循环扇是针对用户对风扇产品需求升级的品类，核心功能以高速DC直流变频电机、大倾角螺旋扇叶，定向风速导流罩及初效净化部件构成螺旋气流推射系统，输出强劲集中的风速扰动室内空气，达到空气循环的效果，快速中和室内空气，从而达到平衡室温、通风换气、散热降躁、保持室内空气清新的目的。

但因体积紧凑，风叶与后网格栅距离近，在过高的工作转速2000rpm下，整机会产生“嗡嗡”的噪声，峰值高，噪声大，用户体验差。

本文针对某型号循环扇高档气动噪音大，运行时发出“嗡嗡”声的问题。

使用仿真和实验相结合的方法分析得到了影响气动噪音的主要结构为进风格栅，并研究了进风格栅旋向对气动噪音的影响。

采用仿真手段对风叶、格栅表面的噪声源和流域湍流度等参数进行分析，确定了逆旋格栅(相对于风叶旋向)降噪方案，并最终通过实验测试验证得到:相比于直进风格栅，逆旋进风格栅方案在保证风量基本不变的情况下，可使得噪音峰值下降约6dB，音质改善明显，对循环扇设计具有很好的指导意义。

关键字：空气循环扇；旋转噪声；格栅；湍流度；ANSYS fluentABSRTACT: the air circulation fan is a kind of fan product which is upgraded for the user's demand. The core functions are high-speed DC inverter motor, large-angle spiral fan blades, the directional wind speed deflector and the initial effect purifying parts form the spiral air flow pushing system, which can output the strong concentrated wind speed to disturb the indoor air, achieve the effect of air circulation, and quickly neutralize the indoor air, so as to achieve a balance of room temperature, ventilation, cooling manic, keep the indoor air clean purposes. However, due to the compact size, the blade and the grid behind the close, in the high working speed of 2000 rpm, the whole machine will produce“wengweng” noise, high peak, noise, poor user experience. This paper aims at the problem that the high-grade pneumatic noise of a certain type of circulating fan makes a“Humming”sound when it is running. The main structure which affects the aerodynamic noise is the inlet grille, and the influence of the rotation of the inlet grille on the aerodynamic noise is studied. By means of simulation, the noise sources on the surface of the blade and the grid and the turbulence intensity of the basin were analyzed, and the scheme of reducing the noise of the counter-rotating grid (relative to the rotating direction of the blade) was determined, finally, the experimental results show that: compared with the direct-wind grille, the inverse-wind grille scheme can reduce the noise peak by about 6 db, and improve the sound quality obviously, while keeping the air volume basically unchanged, it has a good guiding significance to the design of circular fan.Keywords: air circulation fan; rotating noise; grille; turbulence degree; Ansys fluent 0 引言空气循环扇作为现在风扇市场的新宠，通过风扇风道和进出风格栅的气动设计，具有大风量、高能效和超远距离送风等特点，可快速实现室内空气动态循环。

超高输电铁塔的气动噪声特性研究
贺伟军;潘巍巍;郑新龙;卢正通;林晓波;吴易科
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】超高输电铁塔在保障居民日常生活和工业生产中起到了重要作用,由于极高的高度,其在风荷载作用下产生的气动噪声问题不容忽视。

本文针对超高输电铁塔气动噪声扰民的问题,建立了其计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)计算模型,采用标准k-ε湍流方程进行稳态初场的计算,并在此基础上采用大涡模拟方法与声类比方法进行瞬态流场计算及气动噪声计算,分析流场的流动特性及气动噪声特性。

结果表明,4根主纵梁以及电梯井的左右两侧具有强烈的压力脉动,是主要的气动噪声源,其最大值出现在电梯井顶端区域;各虚拟测点的总声压级沿高度先增加后减小,总声压级沿高度的变化由风速与输电铁塔自身结构尺度参数共同控制;通过声成像测量方法确定了声源的在塔身中部以上、横担以下的位置,验证了仿真结果的正确性;声压级与风速的峰值出现的时刻基本吻合,输电铁塔风致噪声与风速存在着强相关性。

本文的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。

【总页数】6页(P82-87)
【作者】贺伟军;潘巍巍;郑新龙;卢正通;林晓波;吴易科
【作者单位】国网浙江省电力有限公司舟山供电公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB535
【相关文献】
1.超高压输电铁塔运行监测分析平台研究
2.超高压输电线路故障暂态噪声特性的研究
3.超高压输电线路铁塔基础选型研究
4.超高大跨越输电铁塔施工机械设备监管方案研究
5.超高输电铁塔气动噪声降噪技术研究
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基于CFD模拟的混合式住宅小区布局对风环境改良的研究张亦弛;王宽;黄春华
【期刊名称】《家具与室内装饰》
【年(卷),期】2024(31)2
【摘要】文章旨在探讨衡阳市住宅小区的风环境问题,并提出优化方案。

通过对该市不同季节的气象数据和现存建筑的模拟分析,研究发现建筑布局和围合形式对风环境有着显著的影响。

因此,作者提出了针对冬季和夏季不同风向的方案,以改善住宅小区内部的风环境。

本研究采用计算流体动力学CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟技术模拟住宅小区周边的风环境,并控制改良后的模拟方案中的变量,以验证所提出的优化方案的可行性,同时对比分析不同方案的效果。

结果表明,合理的调整建筑布局能显著优化其周围的风环境,改善通风并缓解局部风速过快的问题。

证明CFD技术在未来住宅小区的规划上能提供更科学合理的方案。

希望本研究能为未来同类型研究提供参考。

【总页数】8页(P122-129)
【作者】张亦弛;王宽;黄春华
【作者单位】南华大学松霖建筑与设计艺术学院;湖南省健康城市营造工程技术研究中心;生态型区域-城市规划与管理衡阳市重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TS664.1
【相关文献】
1.基于CFD技术对某住宅小区风环境模拟研究
2.基于室外风环境CFD模拟的住宅小区设计策略
3.基于CFD模拟的住宅小区风环境的优化研究
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