CN113793587A - 一种基于旋涡阵列的降噪方法 - Google Patents

一种基于旋涡阵列的降噪方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113793587A
CN113793587A CN202111352253.1A CN202111352253A CN113793587A CN 113793587 A CN113793587 A CN 113793587A CN 202111352253 A CN202111352253 A CN 202111352253A CN 113793587 A CN113793587 A CN 113793587A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vortex
noise reduction
array
frequency noise
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111352253.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113793587B (zh
Inventor
马瑞轩
张树海
罗勇
王益民
武从海
李虎
刘旭亮
韩帅斌
王勋年
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Original Assignee
Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center filed Critical Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Priority to CN202111352253.1A priority Critical patent/CN113793587B/zh
Publication of CN113793587A publication Critical patent/CN113793587A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113793587B publication Critical patent/CN113793587B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17883—General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being derived from a machine operating condition, e.g. engine RPM or vehicle speed
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

本发明适用于飞行器噪声抑制技术领域，提供了一种基于旋涡阵列的降噪方法，本发明采用气流产生的旋涡阵列来消除噪声，取代了现有技术中采用实体降噪装置降噪的方式，从而无需事先了解噪声特性，并且可以根据实时采集到的噪声信号适应性地调整产生的旋涡阵列的参数，操作更加方便，使用范围更广。由于产生旋涡阵列的材料直接来源于空气等流体介质，环保无污染。

Description

一种基于旋涡阵列的降噪方法
技术领域
本发明涉及飞行器噪声抑制技术领域，尤其是涉及一种基于旋涡阵列的降噪方法。
背景技术
流体介质的非定常非均匀运动会产生气动噪声。气动噪声普遍存在于航空、航海以及地面交通等诸多领域。作为国家航空水平和综合国力的重要标志，目前我国ARJ21、C919以及CR929等大型民用飞机正处于量产或研发阶段，为了顺利取得适航许可证、进入国际国内市场，飞机噪声水平必须满足相关适航要求。军用飞机的气动噪声不仅引起结构疲劳，影响其突防能力，同时也给驾乘人员的精神状态带来巨大的负面影响，大大降低了包括声隐身在内的综合战斗性能。因此，高效抑制气动噪声对于国民经济和国防建设具有重要意义。
目前针对气动噪声主要的降噪途径有两种。一是抑制噪声源的强度，通过优化气动外形直接降低噪声源的发声效率，或者通过微射流注入或者锯齿等仿生结构改变声源附近的局部流场的流动特性进而达到降低气动噪声的目的。这种方法降噪针对性强，可以全局大幅度的降低气动噪声。但是在实际工程中要预先系统地了解噪声源的位置和噪声源附近的流动特性是很困难的，因此针对复杂工程问题的气动噪声降噪问题，多采用第二种途径，即控制噪声的传播路径，实现局部区域的最优降噪，实施过程中主要通过多孔介质、阻抗渐变材料等吸声结构和材料吸收声能以降低噪声。但是这种附带的吸声材料和结构大多是易燃有害物质，会对机载人员的健康安全造成隐患，而且会影响飞行器的整体气动特性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于旋涡阵列的降噪方法，直接采用旋涡发生器产生符合要求的旋涡阵列气流，用以降低例如发动机喷流的噪声。
一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，采用旋涡阵列来进行降噪，所述旋涡阵列由气流产生。
进一步地，所述的旋涡阵列至少包括以下阵列中的一组：高频噪声降噪阵列，中频噪声降噪阵列，低频噪声降噪阵列。
进一步地，当存在两组及以上的旋涡阵列时，阵列与阵列之间交错排布。
进一步地，所述高频噪声降噪阵列包括三个旋涡A1，A2，A3，且为等边三角形布置，A1，A3逆时针旋转，A2顺时针旋转；
所述中频噪声降噪阵列包括三个旋涡B1，B2，B3，且为等边三角形布置，B1，B3逆时针旋转，B2顺时针旋转；
所述低频噪声降噪阵列包括三个旋涡C1，C2，C3，且为等边三角形布置，C1，C3逆时针旋转，C2顺时针旋转；
各旋涡的坐标分别为
Figure 650808DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 960567DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 31291DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 881435DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 721215DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 201875DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 494316DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 882572DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 576859DEST_PATH_IMAGE009
；其中R1为高频噪声降噪阵列中各旋涡的涡核半径；R2为中频噪声降噪阵列中各旋涡的涡核半径；R3为低频噪声降噪阵列中各旋涡的涡核半径。
一种基于旋涡阵列的降噪方法，包括以下步骤：
S10. 获取噪声参数，分析噪声属性；
所述噪声属性包括所述噪声为低频噪声、中频噪声、高频噪声中的一种或几种；
S20. 根据噪声属性和/或降噪目标，选择对应的旋涡阵列；
根据噪声属性，若所述噪声中含有低频噪声，则选择的噪声降噪阵列中包含低频噪声降噪阵列；若所述噪声中含有中频噪声，则选择的噪声降噪阵列中包含中频噪声降噪阵列；若所述噪声中含有高频噪声，则选择的噪声降噪阵列中包含高频噪声降噪阵列；
所述降噪目标包括降低低频噪声、降低中频噪声和降低高频噪声中的至少一种；
所述旋涡阵列由气流产生；
S30.开启旋涡发生器产生相应的旋涡阵列。
进一步地，所述步骤S10中，还包括获取噪声的频率，得到低频噪声、中频噪声和高频噪声中各自占主导的频带的中心频率，依次记为f l 、f m 和f h ，对应的波长分别为λ l 、λ m 和λ h ，对应频带下的声能量谱密度为E l 、E m 和E h 。
进一步地，所述旋涡阵列中，每个旋涡的分布为：
Figure 228420DEST_PATH_IMAGE010
，
其中，u，ρ，p分别为旋涡的速度，密度和强度；r为空间中任意一点到旋涡中心的距离；R为旋涡的涡核半径，M v 为旋涡强度，γ为气体绝热指数，α为常数，V和P为多项式分布函数。
进一步地，所述低频噪声降噪阵列包括三个旋涡
Figure 70474DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 465683DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 14476DEST_PATH_IMAGE003
，A1，A3逆时针旋转，A2顺时针旋转，并且：
Figure 102518DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 402175DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，R 1为高频噪声降噪阵列中旋涡的涡核半径，M v1 为高频噪声降噪阵列中旋涡的旋涡强度，π为圆周率。
进一步地，所述中频噪声降噪阵列包括三个旋涡
Figure 601075DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 4374DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 263317DEST_PATH_IMAGE006
，B1，B3逆时针旋转，B2顺时针旋转，并且：
Figure 814384DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 551396DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，R 2为低频噪声降噪阵列中旋涡的涡核半径，M v2 为中频噪声降噪阵列中旋涡的旋涡强度，π为圆周率。
进一步地，所述高频噪声降噪阵列包括三个旋涡
Figure 74781DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 301363DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 277410DEST_PATH_IMAGE009
，C1，C3逆时针旋转，C2顺时针旋转，并且：
Figure 818112DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 461583DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，R 3为低频噪声降噪阵列中旋涡的涡核半径，M v3 为低频噪声降噪阵列中旋涡的旋涡强度，π为圆周率。
采用本发明的基于旋涡阵列的降噪方法，相对于现有技术，至少具有以下有益效果：
1. 本发明基于气流的旋涡阵列进行降噪，不需要实体的降噪装置，无需事先了解噪声源特性；
2. 本发明的基于气流的旋涡阵列的参数可以根据采集到的噪声信号做适应性地调节，使用更加方便，适用范围更广，降噪效果也较好；
3. 本发明的基于气流的旋涡阵列由于来源于空气等流体介质，环保无污染；
4. 本发明提出采用气流产生涡流阵列进行降噪，为消音降噪领域提供了又一方向性的指引，为该领域的研究奠定了基础；
5. 本发明还提出了采用等边三角形阵列进行降噪的优化的阵列排布形式，该排布结构的降噪效果最优。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的旋涡阵列排布方式示意图。
具体实施方式
以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本发明的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本发明，其仅作为例子，而并非用以限制本发明。
实施例1
一种基于旋涡阵列的降噪方法，采用旋涡阵列来进行降噪，所述旋涡阵列由气流产生。本发明的降噪方法在需要降噪时通过气流产生旋涡阵列，起到现有技术中实物的降噪装置的降噪效果，而且相比现有降噪材料，旋涡阵列直接由空气产生，环保无污染，耐高温，更加适合飞行器在极端飞行条件下的降噪；最重要的是，气流形成的旋涡阵列，旋涡的各项参数可以根据实际噪声的情况进行调节，不需要像现有技术那样需要事先了解噪声的特性，适用范围更广。
本发明的旋涡阵列可以由旋涡发生器产生，产生旋涡的气流直接来源于空气，或其他流体介质，在此不作限定，本领域技术人员可以理解，其他能够产生旋涡阵列的装置也适用于本发明。
根据噪声的属性，本发明的旋涡阵列至少包括以下阵列中的一组：高频噪声降噪阵列，中频噪声降噪阵列，低频噪声降噪阵列。本领域技术人员可以理解，本实施例中所述的阵列，是指具有两个及两个以上的旋涡按照一定的规则进行排列。例如可以采用2个旋涡组成一个阵列，或3个旋涡组成一个阵列，或4个旋涡组成一个阵列，或更多个旋涡组成一个阵列，将高频噪声降噪阵列，中频噪声降噪阵列和低频噪声降噪阵列交错排列布置，均可以起到一定的降噪效果。
作为优选，采用3个旋涡组成一个阵列具有较好的降噪效果，如图1所示：
所述高频噪声降噪阵列包括三个旋涡A1，A2，A3，且为等边三角形布置，A1，A3逆时针旋转，A2顺时针旋转；
所述中频噪声降噪阵列包括三个旋涡B1，B2，B3，且为等边三角形布置，B1，B3逆时针旋转，B2顺时针旋转；
所述低频噪声降噪阵列包括三个旋涡C1，C2，C3，且为等边三角形布置，C1，C3逆时针旋转，C2顺时针旋转；
各旋涡的坐标分别为
Figure 327908DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 56830DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 135644DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 430359DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 936427DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 152645DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 35150DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 918792DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 861341DEST_PATH_IMAGE009
；其中R1为高频噪声降噪阵列中各旋涡的涡核半径；R2为中频噪声降噪阵列中各旋涡的涡核半径；R3为低频噪声降噪阵列中各旋涡的涡核半径。
实施例2
一种基于旋涡阵列的降噪方法，包括以下步骤：
S10. 获取噪声参数，分析噪声属性
具体地址，本实施例中，获取噪声的时域信号，分析噪声的频谱特性。在噪声的传播路径上放置传声器采集噪声信号，其中，采集时间为60s，采样频率为102.4kHz。对采集得到的噪声信号进行频率特性分析，本实施例中，分析采用分段平均的加窗的快速傅里叶变换方法，每个数据块长度为8192，将时域数据分为750段，窗函数为汉宁（Hanning）窗。将时域上的信号转换为频域上的信号。对信号再进行三分之一倍频程分析，得到低频段（f<200Hz），中频段（200Hz≤f≤2000Hz）和高频段（f>2000Hz）上占据主导的频带的中心频率，依次记为f l 、f m 和f h ，对应的波长分别为λ l 、λ m 和λ h ，对应频带下的声能量谱密度为E l 、E m 和E h ；也可以得到所述噪声为低频噪声、中频噪声、高频噪声中的一种或几种；分析噪声为宽频噪声或单频噪声，其中宽频噪声为包含低、中、高频中任意两种或三种的噪声，单频噪声即只包含低、中、高频中的任意一种。
S20. 根据噪声属性和/或降噪目标，选择对应的旋涡阵列；
根据噪声属性，若所述噪声中含有低频噪声，则选择的噪声降噪阵列中包含低频噪声降噪阵列；若所述噪声中含有中频噪声，则选择的噪声降噪阵列中包含中频噪声降噪阵列；若所述噪声中含有高频噪声，则选择的噪声降噪阵列中包含高频噪声降噪阵列；
例如，若噪声为宽频噪声，低、中、高频噪声均有，那么需要同时选择高频噪声降噪阵列，中频噪声降噪阵列和低频噪声降噪阵列；若噪声为其中的任意两种噪声，那么选择对应的噪声降噪阵列即可；同理，若噪声为单频噪声，即只含有低、中、高频噪声中的一种，则只需选择对应的一种噪声降噪阵列即可。本领域技术人员知晓，一般情况下，宽频噪声中低中高频噪声均有，以上后两种情况属于极端情况，极少出现；更多情况下，是根据降噪目标来确定如何选择降噪阵列。
所述降噪目标包括降低低频噪声、降低中频噪声或降低高频噪声中的至少一种；也就是说，当只需要降低低、中、高频中的一种噪声时，则只设置对应的一种降噪阵列即可；当需要降低其中两种噪声时，设置对应两种降噪阵列；当需要低、中、高频噪声同时去除，则设置三种降噪阵列。
亦可以结合噪声和降噪目标一起来选择设置旋涡阵列：
当噪声为宽频噪声，即低、中、高频噪声均有，降噪目标为降低低频噪声，则选择设置低频噪声降噪阵列；降噪目标为降低中频噪声，则选择设置中频噪声降噪阵列；降噪目标为降低高频噪声，则选择设置高频噪声降噪阵列；同理，降噪目标为降低其中的一种或两种，则对应地设置其中对应的一种或两种降噪阵列即可。
当噪声为单频噪声，降噪目标为降低低、中、高频所有噪声，则只需要设置噪声对应的频率的降噪阵列即可；若降噪目标为降低低、中、高频中的某一种噪声，且与噪声的主导频率相同，则设置对应的频率的降噪阵列即可，若不同，则无需产生旋涡阵列降噪。
其中，每个旋涡的分布为：
Figure 299275DEST_PATH_IMAGE010
，
其中，u，ρ，p分别为旋涡的速度，密度和强度；r为空间中任意一点到旋涡中心的距离；R为旋涡的涡核半径，M v 为旋涡强度，γ为气体绝热指数，在空气中一般取1.4，α为常数，V和P为多项式分布函数。
高频噪声降噪阵列包括三个旋涡
Figure 38603DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 511172DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 359043DEST_PATH_IMAGE003
，A1，A3逆时针旋转，A2顺时针旋转；A1，A2，A3呈等边三角形分布，A1，A2，A3位于等边三角形的顶点，并且：
Figure 284273DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 39740DEST_PATH_IMAGE012
；
本实施例中，
Figure 366816DEST_PATH_IMAGE017
本实施例中，a 1为高频噪声降噪阵列的旋涡分布公式中的常数a的取值； V 1和P 1为高频噪声降噪阵列的旋涡分布公式中的多项式分布函数式，
Figure 651167DEST_PATH_IMAGE018
；R 1为高频噪声降噪阵列中旋涡的涡核半径，M v1 为高频噪声降噪阵列中旋涡的旋涡强度。
中频噪声降噪阵列包括三个旋涡
Figure 63693DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 622851DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 804433DEST_PATH_IMAGE006
，B1，B3逆时针旋转，B2顺时针旋转，B1，B2，B3呈等边三角形分布，B1，B2，B3位于等边三角形的顶点，并且：
Figure 259685DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 956246DEST_PATH_IMAGE020
；
本实施例中，
Figure 522357DEST_PATH_IMAGE021
本实施例中，a 2为中频噪声降噪阵列的旋涡分布公式中的常数a的取值；V 2和P 2为中频噪声降噪阵列的旋涡分布公式中的多项式分布函数式，
Figure 558446DEST_PATH_IMAGE018
；R 2为中频噪声降噪阵列中旋涡的涡核半径，M v2 为中频噪声降噪阵列中旋涡的旋涡强度。
低频噪声降噪阵列包括三个旋涡
Figure 184599DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 102876DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 207099DEST_PATH_IMAGE009
，C1，C3逆时针旋转，C2顺时针旋转，C1，C2，C3呈等边三角形分布，C1，C2，C3位于等边三角形的顶点，并且：
Figure 363274DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 160328DEST_PATH_IMAGE016
；
本实施例中，
Figure 565902DEST_PATH_IMAGE022
本实施例中，a 3为低频噪声降噪阵列的旋涡分布公式中的常数a的取值；V3和P 3为低频噪声降噪阵列的旋涡分布公式中的多项式分布函数式，
Figure 739394DEST_PATH_IMAGE018
；R 3为低频噪声降噪阵列中旋涡的涡核半径，M v3 为低频噪声降噪阵列中旋涡的旋涡强度。
值得说明的是，本实施例中关于a的取值，P和V所选择的具体多项式表达只是一个示例，不是唯一能实现的方式，以上取值均可以由本领域技术人员根据可压缩非定常旋涡运动理论推导得出不同的取值和表达形式，在本发明中无法穷举。
S30.开启旋涡发生器产生相应的旋涡阵列。
采用旋涡发生器生产相应要求的旋涡阵列，将旋涡阵列设置于声传播的路径上，作为优选，声传播方向与x轴正方向一致，可有效降低噪声。
图1为本发明实施例的旋涡阵列排布方式图，图中含有高频噪声降噪阵列A1，A2，A3，中频噪声降噪阵列B1，B2，B3，低频噪声降噪阵列C1，C2，C3，该旋涡阵列可以取得7.5dB的降噪效果；当然，根据噪声属性和降噪目标，对单频噪声降噪，可取得10dB的降噪效果。
采用本发明的气流旋涡阵列进行降噪，可以获得较好的降噪效果，能够替代现有技术中采用实体降噪装置进行降噪，具有非常大的实用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，采用旋涡阵列来进行降噪，所述旋涡阵列由气流产生。
2.根据权利要求1所述的一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，所述的旋涡阵列至少包括以下阵列中的一组：高频噪声降噪阵列，中频噪声降噪阵列，低频噪声降噪阵列。
3.根据权利要求2所述的一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，当存在两组及以上的旋涡阵列时，阵列与阵列之间交错排布。
4.根据权利要求3所述的一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，
所述高频噪声降噪阵列包括三个旋涡A1，A2，A3，且为等边三角形布置，A1，A3逆时针旋转，A2顺时针旋转；
所述中频噪声降噪阵列包括三个旋涡B1，B2，B3，且为等边三角形布置，B1，B3逆时针旋转，B2顺时针旋转；
所述低频噪声降噪阵列包括三个旋涡C1，C2，C3，且为等边三角形布置，C1，C3逆时针旋转，C2顺时针旋转；
各旋涡的坐标分别为
Figure 935210DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 699904DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 796036DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 242061DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 372828DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 42844DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 626272DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 875988DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 657999DEST_PATH_IMAGE009
；其中R1为高频噪声降噪阵列中各旋涡的涡核半径；R2为中频噪声降噪阵列中各旋涡的涡核半径；R3为低频噪声降噪阵列中各旋涡的涡核半径。
5.一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10. 获取噪声参数，分析噪声属性；
所述噪声属性包括所述噪声为低频噪声、中频噪声、高频噪声中的一种或几种；
S20. 根据噪声属性和/或降噪目标，选择对应的旋涡阵列；
根据噪声属性，若所述噪声中含有低频噪声，则选择的旋涡阵列中包含低频噪声降噪阵列；若所述噪声中含有中频噪声，则选择的旋涡阵列中包含中频噪声降噪阵列；若所述噪声中含有高频噪声，则选择的旋涡阵列中包含高频噪声降噪阵列；
所述降噪目标包括降低低频噪声、降低中频噪声和降低高频噪声中的至少一种；
所述旋涡阵列由气流产生；
S30.开启旋涡发生器产生相应的旋涡阵列。
6.根据权利要求5所述的一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，所述步骤S10中，还包括获取噪声的频率，得到低频噪声、中频噪声和高频噪声中各自占主导的频带的中心频率，依次记为f l 、f m 和f h ，对应的波长分别为λ l 、λ m 和λ h ，对应频带下的声能量谱密度为E l 、E m 和E h 。
7.根据权利要求6所述的一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，所述旋涡阵列中，每个旋涡的分布为：
Figure 967757DEST_PATH_IMAGE010
，
其中，u，ρ，p分别为旋涡的速度，密度和强度；r为空间中任意一点到旋涡中心的距离；R为旋涡的涡核半径，M v 为旋涡强度，γ为气体绝热指数，α为常数，V和P为多项式分布函数。
8.根据权利要求7所述的一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，所述低频噪声降噪阵列包括三个旋涡
Figure 38482DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 918319DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 554837DEST_PATH_IMAGE003
，A1，A3逆时针旋转，A2顺时针旋转，并且：
Figure 35497DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 327938DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，R 1为高频噪声降噪阵列中旋涡的涡核半径，M v1 为高频噪声降噪阵列中旋涡的旋涡强度，π为圆周率。
9.根据权利要求7所述的一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，所述中频噪声降噪阵列包括三个旋涡
Figure 716194DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 410481DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 62042DEST_PATH_IMAGE006
，B1，B3逆时针旋转，B2顺时针旋转，并且：
Figure 904096DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 299305DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，R 2为低频噪声降噪阵列中旋涡的涡核半径，M v2 为中频噪声降噪阵列中旋涡的旋涡强度，π为圆周率。
10.根据权利要求7所述的一种基于旋涡阵列的降噪方法，其特征在于，所述高频噪声降噪阵列包括三个旋涡
Figure 848098DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 936140DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 734332DEST_PATH_IMAGE009
，C1，C3逆时针旋转，C2顺时针旋转，并且：
Figure 667653DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 336531DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，R 3为低频噪声降噪阵列中旋涡的涡核半径，M v3 为低频噪声降噪阵列中旋涡的旋涡强度，π为圆周率。
CN202111352253.1A 2021-11-16 2021-11-16 一种基于旋涡阵列的降噪方法 Active CN113793587B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111352253.1A CN113793587B (zh) 2021-11-16 2021-11-16 一种基于旋涡阵列的降噪方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111352253.1A CN113793587B (zh) 2021-11-16 2021-11-16 一种基于旋涡阵列的降噪方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113793587A true CN113793587A (zh) 2021-12-14
CN113793587B CN113793587B (zh) 2022-02-11

Family

ID=78955405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111352253.1A Active CN113793587B (zh) 2021-11-16 2021-11-16 一种基于旋涡阵列的降噪方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113793587B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114486162A (zh) * 2022-02-11 2022-05-13 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种风洞声学测量实验中声信号分离方法
US11842716B2 (en) 2021-06-09 2023-12-12 Nanjing University Of Aeronautics And Astronuatics Global active noise control method for rotorcraft

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4175640A (en) * 1975-03-31 1979-11-27 Boeing Commercial Airplane Company Vortex generators for internal mixing in a turbofan engine
CN105570200A (zh) * 2014-11-06 2016-05-11 际华三五零六纺织服装有限公司 一种除尘风机出风口降噪消音装置
CN106050553A (zh) * 2016-08-01 2016-10-26 中国华电科工集团有限公司 一种大厚度钝尾缘翼型的降噪装置
CN207119328U (zh) * 2017-08-22 2018-03-20 安徽瑞思威尔科技有限公司 一种用于涡旋仪的减震降噪装置
CN108062947A (zh) * 2017-11-28 2018-05-22 华中科技大学 一种基于图案化裁剪技术形成声涡旋的方法
US20180351656A1 (en) * 2017-06-01 2018-12-06 The Regents Of The University Of California Methods, systems, and devices for high throughput acoustic transmission
CN109911019A (zh) * 2019-04-01 2019-06-21 吉林大学 一种基于主动涡流控制的气动降噪汽车a柱装置及其控制方法
CN209776793U (zh) * 2019-04-18 2019-12-13 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种用于飞机起落架与舱体的降噪结构及其飞机
EP3659928A1 (en) * 2017-07-25 2020-06-03 Correa Escobar, Juan Felipe Device for deflecting and decelerating a flow
CN111237254A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 湖南科技大学 高雷诺数条件下一种具有降噪功能的航空压气机叶片
CN213995663U (zh) * 2020-11-19 2021-08-20 成都永安制药有限公司 一种漩涡仪的固定装置
CN113421537A (zh) * 2021-06-09 2021-09-21 南京航空航天大学 一种旋翼飞行器的全局主动降噪方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4175640A (en) * 1975-03-31 1979-11-27 Boeing Commercial Airplane Company Vortex generators for internal mixing in a turbofan engine
CN105570200A (zh) * 2014-11-06 2016-05-11 际华三五零六纺织服装有限公司 一种除尘风机出风口降噪消音装置
CN106050553A (zh) * 2016-08-01 2016-10-26 中国华电科工集团有限公司 一种大厚度钝尾缘翼型的降噪装置
US20180351656A1 (en) * 2017-06-01 2018-12-06 The Regents Of The University Of California Methods, systems, and devices for high throughput acoustic transmission
EP3659928A1 (en) * 2017-07-25 2020-06-03 Correa Escobar, Juan Felipe Device for deflecting and decelerating a flow
CN207119328U (zh) * 2017-08-22 2018-03-20 安徽瑞思威尔科技有限公司 一种用于涡旋仪的减震降噪装置
CN108062947A (zh) * 2017-11-28 2018-05-22 华中科技大学 一种基于图案化裁剪技术形成声涡旋的方法
CN111237254A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 湖南科技大学 高雷诺数条件下一种具有降噪功能的航空压气机叶片
CN109911019A (zh) * 2019-04-01 2019-06-21 吉林大学 一种基于主动涡流控制的气动降噪汽车a柱装置及其控制方法
CN209776793U (zh) * 2019-04-18 2019-12-13 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种用于飞机起落架与舱体的降噪结构及其飞机
CN213995663U (zh) * 2020-11-19 2021-08-20 成都永安制药有限公司 一种漩涡仪的固定装置
CN113421537A (zh) * 2021-06-09 2021-09-21 南京航空航天大学 一种旋翼飞行器的全局主动降噪方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JEAN-FRANCOIS PINTON，等: "Sound and vorticity interactions: transmission and scattering", 《THEORET. COMPUT. FLUID DYNAMICS》 *
LIPING YE,等: "Observation of acoustic valley vortex states and valley-chirality locked beam splitting", 《PHYSICAL REVIEW B》 *
梁彬，等: "声波的"漩涡"—声学轨道角动量的产生、操控与应用", 《物理》 *
王益民，等: "旋涡声散射的空间尺度特性数值研究", 《物理学报》 *
郭霞生，等: "水中气泡阵列的多重声散射和禁带效应", 《中国声学学会2005年青年学术会议》 *
马瑞轩，等: "声波穿过漩涡散射特性直接数值模拟研究", 《第十一届全国流体力学学术会议论文摘要集》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11842716B2 (en) 2021-06-09 2023-12-12 Nanjing University Of Aeronautics And Astronuatics Global active noise control method for rotorcraft
CN114486162A (zh) * 2022-02-11 2022-05-13 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种风洞声学测量实验中声信号分离方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113793587B (zh) 2022-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113793587B (zh) 一种基于旋涡阵列的降噪方法
Geyer et al. Circular cylinders with soft porous cover for flow noise reduction
Bennett et al. Resonant mode characterisation of a cylindrical Helmholtz cavity excited by a shear layer
Yan et al. Optimization design and analysis of honeycomb micro-perforated plate broadband sound absorber
Zhu et al. Nonlinear sound absorption of Helmholtz resonators with serrated necks under high-amplitude sound wave excitation
Wu et al. Ultra-broadband sound absorbing materials based on periodic gradient impedance matching
CN103953449B (zh) 一种基于各向异性材料的航空发动机的降噪方法
Jiang et al. Experimental investigation of novel porous-serrated treatments on airfoil trailing edge noise reduction
Zhong et al. Tonal noise reduction of an electric ducted fan using over-the-rotor acoustic treatment
Zaman et al. Power spectral density of subsonic jet noise
Broadbent Noise shielding for aircraft
Bauer et al. Noise generated by boundary-layer interaction with perforated acoustic liners
Murata et al. Proposal of acoustic liners combined with fine-perforated-film
Geyer et al. Flow noise generation of cylinders with soft porous cover
Wang et al. Methods to control low frequency pulsation in open-jet wind tunnel
van Bokhorst et al. Design and performance of an acoustic transparent window
Crighton et al. The outlook for simulation of forward flight effects on aircraft noise
Murata et al. Fan Noise Reduction by Acoustic Liners Combined with Fine-Perforated-Film: Noise Tests by a Small Turbofan Engine DGEN 380
Sobolev et al. Homogeneous sound-absorbing structures for aircraft engine ducts
Gu et al. Numerical and experimental studies on the owl-inspired propellers with various serrated trailing edges
Behn et al. Experimental Investigation of Mode-Frequency Scattering at Fan Stages
Guan et al. The Effects of Hydrophone End-Cap Extension on the Flow-Generated Noise
Houston et al. Acoustic Characterization of the NASA Langley 14-by 22-Foot Subsonic Tunnel using a Phased Array
Tide et al. Aeroacoustic studies of beveled and asymmetric-chevron nozzles
Hayden et al. A study of the variable impedance surface concept as a means for reducing noise from jet interaction with deployed lift-augmenting flaps

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant