脉动压力

摘要： 某型高速列车以350 km/h运行时,靠近车厢连接处的乘务室在40 Hz频率下对应的声压级高达105 dB。为明确该噪声的产生根源并有针对性地进行控制,采用子域法建立了车厢连接处的气动仿真模型,使用改进延迟涡分离模型进行脉动压力预测。经分析车厢连接处上、下缺口测点压力功率谱密度发现,射流剪切层存在接近40 Hz的峰值频率,该频率与车厢连接处所围区域形成的声学空腔的二阶模态频率接近,由此产生了共振。仿真分析表明:在上、下缺口前端与末端增加波浪板能明显降低测点在36~45 Hz对应的脉动压力总能量。实车测试表明:该方案能使乘务室在40 Hz下对应的声压级降低5 dB。主动射流方案也有较好的降噪效果,有望在未来成为可实施的方案。

摘要： 在Ma=0.4的来流条件下,利用安装在主翼后缘处的合成双射流激励器对襟翼上的流动进行控制,在风洞中开展了合成双射流对下游声压级影响的研究.基于脉动压力测量结果,结合油流显示试验,得到了合成双射流对下游不同流动状态区域声压级影响的一些结论.对于附着流,在其峰值频率附近激励会明显提高其声压级;对于受旋涡主导的流动,恰当的合成双射流控制可以降低声压级,激励频率较为关键.在俯仰运动过程中,对于附着流,激励提高了声压级,但不改变其迟滞特性;对于受旋涡主导的流动,激励对声压级的影响与攻角有关,能够减弱其迟滞特性,但激励强度对迟滞特性的影响较小,减小声压级的最佳激励与运动历程有关.

摘要： 在高超声速静音风洞内,通过基于纳米粒子示踪的平面激光散射(nano-tracer-based planar laser scattering,NPLS)技术、高频压力传感器和温敏漆(temperature sensitive paints,TSP)技术开展了0°攻角条件下7°直圆锥高超声速边界层转捩相关实验研究,得到了圆锥边界层由层流发展至湍流完整过程的NPLS图像,清晰地展示了第2模态波的“绳状”结构,尖锥与钝锥边界层的NPLS结果表明尖锥边界层转捩中第2模态波占主导,而钝锥边界层在转捩前出现波长约为第2模态波波长5倍(甚至更长)、特征频率不高于31 kHz的狭长涡结构;采用功率谱密度(power spectrum density,PSD)分析、互相关和N值计算对高频脉动压力数据进行分析,得到了边界层内扰动波的发展规律,在尖锥和钝锥中均观察到了沿流向第2模态波幅值先增大后减小、特征频率逐渐降低,低频成分逐渐增加,表明边界层发展过程中第2模态率先发展达到饱和,而后逐渐衰减,而低频模态则逐渐发展;通过TSP技术得到了不同单位Reynolds数下的圆锥表面温升分布,结果表明,随单位Reynolds数增大,边界层转捩阵面前移.

摘要： 燃烧不稳定性是火箭发动机设计中难以消除的不稳定因素,脉动压力测量作为研究燃烧不稳定的重要手段,它的有效准确获取至关重要。文章研究了几种脉动压力测量系统的声振模型及其安装结构固有频率的计算方法,重点分析火箭发动机试验中一种常用的脉动压力测量的声振模型及其安装结构固有频率计算方法,并通过计算分析和标准计量检定得到了不同传压结构的响应频率信息,为发动机脉动压力测量接口设计及脉动压力数据分析提供了依据。研究成果极大地提升了发动机的动态压力测量水平,为发动机可靠性提升提供了准确的依据。

摘要： 针对某水电站泄洪明渠底板被冲刷,明渠左导墙局部基础被冲蚀掏空影响安全稳定性等问题,对泄洪明渠下游的消能设施进行了技术改造,为分析与评价改造后消能区的安全性和为运行期的闸门开启方式提供依据,开展了水力学原型观测和结构安全监测,重点考察不同泄洪工况下的水流流态、水面线以及脉动压力等参数。结果显示,在不同泄洪工况之下,各区域水流流态稳定,无明显不利水力现象,水面线以及脉动压力等参数均处于合理范围,表明技术改造后下游消能设施布置总体成功。

摘要： 对流激平板的振动试验设计与响应预报作了分析与探讨。验证了湍流脉动压力自功率的归一化方法在不同流体介质间的适用性。对平板流激响应,考虑流体负载并采用模态叠加法进行计算。通过原始模型与缩比模型响应之间的对比,提出一种平板响应间的换算方法。换算结果表明,该方法可以实现同种介质湍流边界层激励下的平板响应之间的换算。对不同外流场介质的平板流激响应,用该方法可实现理论上的换算。该研究结果对水下结构物流激响应预报有实际意义。

摘要： 南海某海洋石油平台的天然气压缩机在运行过程中产生多次关停,给作业公司带来了大量的经济损失。经过分析所有的停机原因,其中无油流开关误报警导致的停机占比最大,而且一直没有得到有效的解决。为了减少因无油流开关误报警触发停机给油田带来的经济损失,作业公司决定对天然气压缩机的注油管路进行改造,采用在注油管路使用两组无油流开关和压力变送器,软件的控制逻辑增加表决机制。通过改造,因无油流开关误报警导致的停机很少发生,同时也通过新增的变送器采集到了注油管路的脉动压力,为天然气压缩机注油管路的进一步诊断、分析、维护提供了直接的数据依据。在不降低原来的安全性的基础上,提高系统的可用性,得到了更多的数据支持,也挽回了经济损失。

摘要： 为研究船舶螺旋桨的弹性效应对水动力性能和结构特性的影响,建立螺旋桨和轴系的三维模型,以镍铝青铜合金和玻璃纤维2种材质作为“刚性桨”和“弹性桨”的代表,在均匀流场中将2种材料的螺旋桨进行双向流固耦合计算,对比分析了其脉动压力、桨叶压力分布、推进性能等水动力性能,以及桨叶变形和最大等效应力等结构性能。结果表明:桨叶的弹性效应增大流场脉动压力,使桨叶压力分布更加均匀,降低推力和扭矩,但不同进速下的推进效率变化不一;同时,桨叶弹性效应增大桨叶的形变,降低其最大等效应力,可为大型船舶尤其是采用长轴系、大侧斜桨的舰船以及水下航行器的螺旋桨性能计算和船尾部减振降噪设计提供借鉴。

摘要： 某水库采用竖井旋流隧洞泄洪,其最大特点是小流量大流速,与传统设计不同,竖井整体形似头大身小的“漏斗”,可能出现壅水、呛水等现象。为了避免不利现象,采用三维整体数值模拟,Realizable k-ε和大涡模拟两种紊流模型、VOF追踪自由表面,分析其水力特性。结果表明:旋流竖井流态、空腔稳定;水垫塘底最大压强24.00 m,沿程未出现负压;竖井内最大流速约21.01 m/s,水流空化数0.46,未出现空蚀空化问题;总消能率为86.51%,消能效果良好。水垫塘底板各测点优势频率为0~4 Hz,集中于低频范围,不会引起竖井建筑物的共振危害。研究结果为竖井结构的可行性与隧洞安全运营提供参考。

摘要： 在发动机试验中,推力室脉动压力数据是研究发动机性能、判断不稳定燃烧的重要依据。针对发动机试验脉动压力数据的特点和传统傅里叶变换在时频分析领域的不足,根据经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法良好的自适应特征、瞬时频率的精确定位能力、局部瞬时表达能力以及提取信号分量的优点,对发动机试验脉动压力数据进行分析。介绍了采用EMD方法对脉动压力数据进行分析的方法和步骤。分别采用FFT方法、EMD分解和基于不同小波基函数的小波分析方法分析脉动压力数据,总结了FFT和小波分析两种方法对非线性非平稳数据进行分析的不足。研究的结果显示,EMD方法能够较好地分析非线性非平稳脉动压力数据,且对研究、分析发动机试验脉动压力数据的频谱特征和不稳定燃烧具有重要的应用和推广价值。

摘要： 本研究的计算模型为方形孔腔,几何尺寸为360mm×180mm× 120mm,入口水速为5.83m/s.采用大涡模拟方法(LES)对孔腔涡旋流场和脉动压力进行了数值模拟,并与中国船舶科学研究中心的空泡水筒脉动压力测量结果进行对比分析,验证了数值计算方法的可靠性.研究表明本研究建立的数值方法能够实现对孔腔脉动压力的可靠预报.在此基础之上,针对脉动压力这一重要声源,在孔腔的前缘开槽进行吹喷流动控制,通过抑制孔腔涡旋强度来降低脉动压力.阐释了控制方法的流动机理,并考察了不同流动控制方法对孔腔脉动压力的抑制效果,得到有效的控制方案.流动控制研究为水下航行体的减阻降噪研究提供了技术支撑.

摘要： 脉动压力是高超声速飞行器结构载荷和疲劳的重要来源之一.采用基于S-A单方程湍流模型的分离涡模拟(DES)方法,对来流马赫数(Ma)为8时类X-37B机翼副翼偏转拐角的激波/边界层干扰做非定常数值分析,再运用傅里叶变换的方法对脉动压力的频谱特性做了研究.使用国内外已有的压缩拐角模型的脉动压力频谱曲线对比分析了该数值计算的有效性,得到如下结论:该类型的激波边界层干扰脉动压力频率在2500Hz范围,脉动压力噪声声压级在130dB级别,当与结构某阶谐振频率接近时不能忽视其对结构疲劳的影响.

摘要： 为研究迎角、襟翼偏度和螺旋桨滑流对平尾表面脉动压力的影响,以低平尾布局、桨叶左旋的某飞机为例,进行了平尾表面脉动压力风洞试验.测量了平尾表面上共24个点的脉动压力,计算了脉动压力系数及其均方根值.采用韦尔奇(Welch)方法估计了脉动压力的功率谱密度函数.试验结果表明:迎角越大,平尾表面脉动压力系数均方根值越大;襟翼偏度越大,脉动压力系数均方根值越大;螺旋桨拉力系数越大,脉动压力系数均方根值越大;平尾表面脉动压力系数PSD估计函数呈现出窄带频谱的特点,且能量主要集中在200Hz以下.

摘要： 利用NACA0015翼型在低噪声风洞进行湍流边界层脉动压力激励力测量,获取了变攻角时翼型顶部、顶部边缘和壁面的湍流边界层脉动压力激励力,分析了不同流速、不同位置、不同攻角对翼型各部位的湍流边界层脉动压力激励力的影响,为水下航行体机动航态表面激励力特征分析提供试验测试参考.

摘要： 溢流坝是CCS水电站的重要泄洪建筑物,通过模型试验对电站首部枢纽溢流坝的过流能力、压力、脉动压力下游消能防冲进行了量测分析.研究了溢流坝坝前泥沙淤积对其泄流规模的影响,优化了溢流坝消力池体型及下游防护型式,分析了溢流坝水流脉动压力的频谱特性,给出了溢流坝最大脉动压力出现的部位及取值方法.该成果为CCS水电站工程设计提供了重要科学依据.

摘要： 作为一种典型的钝体断面,矩形气动性能的研究将为其他结构的气动性能研究提供参考.目前,国内外研究者对于矩形断面已进行了许多研究,但大部分均在均匀流条件下进行,而在自然条件中的大气存在脉动流速成分.Armstrong等发现,对均匀流场施加扰动后,漩涡强度和脱落频率均会增加.Griffin和Hallzai发现流场受到扰动后,流速和升力的脉动值均会增大.可见,研究脉动来流作用下的钝体绕流情况具有重要意义.但目前少量关于脉动风的研究均是针对机翼、风力机叶片之类的流线型结构.本文针对宽高比为5∶1的经典矩形断面,研究其在频率0.1Hz≤f≤30Hz的正弦脉动风作用下的流场特性,并与均匀流下的脉动风场进行对比,探讨脉动风频率对其的影响规律.

摘要： 本研究以典型槽道式侧推调距螺旋桨及其附体为对象,采用数值模拟的方法对其空泡形态和槽道脉动压力进行了研究,分别计算了不同来流速度、不同推力大小及不同推力方向下桨叶附近的空泡形态和槽道内壁的脉动压力.研究发现,由于槽道螺旋桨轴线与水流方向垂直,来流速度对螺旋桨桨叶附近空泡形态及槽道内壁脉动压力影响均不大.随着螺旋桨推力的增大,其负载随之增大,桨叶附近的空泡区域均也随之增大.由于受到附体尾流的影响,螺旋桨推力相反时其进流条件不同,桨叶附近形成的空泡形态表现出一定的差异.周向附体的形状也会对桨叶附近的空泡形态及槽道内壁脉动压力造成一定的影响,具体表现为附体体积越大,桨叶附近的空泡形态变化越明显,脉动压力也越大.

摘要： 随着风噪对整车NVH性能贡献越来越显著,汽车企业对风噪仿真分析开展了大量研究.本文介绍计算声学软件Actran的理论与风噪分析流程.Actran提供了三种气动声学分析方法:Lighthill声类比、M(u)hring声类比方法、SNGR方法.国际知名车企应用CFD+Actran的混合计算方法研究风噪取得显著成果,从最初仅使用TWPF(湍流壁面脉动压力)载荷计算车内噪声响应,到使用TWPF+AWPF(声壁面脉动压力),以及最近几年逐步应用的稳态流场+SNGR方法快速评价风噪性能.文中也介绍了例如湍流模型、计算域选取、网格尺寸、时间步等相关经验.

摘要： 高超声速进气道中唇口激波入射进气道肩部附近产生复杂的激波/边界层干扰,给壁面带来脉动压力载荷.为研究进气道下游燃烧室反压对进气道/隔离段唇口激波/边界层干扰流场中脉动压力的影响,针对高超声速二元进气道,利用堵块节流模拟反压,在名义Ma6的激波风洞中进行了脉动压力测量实验研究,并结合图像处理方法对高速纹影图片进行分析.结果表明,在38％的节流堵塞度下,进气道维持起动,而堵块产生的分离激波存在振荡现象,给壁面带来强烈的脉动压力.同时,进气道肩部附近激波/边界层干扰区的脉动压力也有所增强.

摘要： 建筑结构的刚性模型测压试验通常采用单通道管路测量模型表面的脉动压力，压力信号经过管道系统后会发生明显畸变，其畸变程度与管道特性密切相关。为了获得刚性模型测压试验中模型表面的真实压力信号,需对经过管路系统后的信号进行修正.对6种不同长度的管路系统采用正弦激励的方法进行频响函数测试研究,采用测试结果对气动压力信号进行了修正,研究结果表明:随着测压管长度的增加,管路的频响函数的幅值呈现先放大后衰减的趋势,放大和衰减的转折点向低频移动,而所有管长的频响函数的相位均为衰减滞后;采用频响函数修正方法对管道畸变进行修正,修正后值与真值基本吻合,修正精度高.

摘要： 本发明公开了一种适用于脉动压力测量的快响应双组分压力敏感涂料及其数据处理方法。涂料的配方如下：各组分质量体积比为，压敏探针：参考探针：粘结剂：填料：溶剂＝100mg：4g：3g：3g：100ml。其中压敏探针为PtTFPP(CAS:109781‑47‑7)；参考探针为(BaSr)2SiO4:Eu2+。该配方参考探针性质稳定，温度敏感度线性度好，光降解弱；参考探针与压敏探针的交叉干扰弱，同厚度下相比其他配方的涂层荧光强度更高。该数据处理方法为压敏通道和参考通道荧光强度的补偿幂次修正二次求比，对于该配方，补偿系数为0.137，可修正温度效应的影响。

摘要： 本发明公开了一种稳态压力与脉动压力数据同步并行采集系统及应用方法，涉及风洞试验领域，在稳态压力测量子系统、脉动压力测量子系统中，各采集终端中的每个采集单元均使用独立、同型的AD数字仪，且通过锁相环进行锁相，且所述AD数字仪的处理器中集成有时间戳计数器；所述稳态压力测量子系统、脉动压力测量子系统通过外部同步控制模块提供同步时钟；所述稳态压力测量子系统、脉动压力测量子系统的各采集终端通过相配合的同步触发器与中央处理单元连通。本发明提供一种稳态压力与脉动压力数据同步并行采集系统及应用方法,实现在风洞试验中，对稳态压力数据与脉动压力数据的同步并行采集，以保证后续数据处理的精确度和时域相关性。

摘要： 本发明公开了一种适用于脉动压力测量的快响应双组分压力敏感涂料及其数据处理方法。涂料的配方如下：各组分质量体积比为，压敏探针：参考探针：粘结剂：填料：溶剂＝100mg：4g：3g：3g：100ml。其中压敏探针为PtTFPP(CAS:109781‑47‑7)；参考探针为(BaSr)2SiO4:Eu2+。该配方参考探针性质稳定，温度敏感度线性度好，光降解弱；参考探针与压敏探针的交叉干扰弱，同厚度下相比其他配方的涂层荧光强度更高。该数据处理方法为压敏通道和参考通道荧光强度的补偿幂次修正二次求比，对于该配方，补偿系数为0.137，可修正温度效应的影响。

摘要： 本发明公开了一种面向风洞脉动压力测量的二维点阵设计方法及装置，测量装置具有三层结构，具备以信号测量需求为导向的二维面型点阵设计方法。该装置能够实现风洞模型表面二维高空间分辨率点阵测量，同时可实现在风洞模型较高曲率表面范围的保型测量，且完成后可恢复原状，能重复使用。本发明的不干胶式安装方法，与风洞试验模型表面进行配装也较为便捷，且装置配套数据处理算法，可直接获得有关重要参数。

摘要： 本申请实施例提供一种基于相似构型数据的脉动压力环境设计方法和装置，所述方法包括：获取常规运载火箭基本构型的脉动压力风洞试验数据，得到脉动压力设计数据库；对待设计火箭进行气动外形特征分析，确定所述待设计火箭的气动外形特征；根据所述待设计火箭各部段的气动外形特征，从所述脉动压力设计数据库中选取相似构型的部段脉动压力设计数据；根据各部段对应的所述部段脉动压力设计数据，完成脉动压力环境设计。本申请实施例中提供的基于相似构型数据的脉动压力环境设计方法和装置，在相似准则等前提下，借鉴相似脉动压力特性，对于几何构型相似的火箭而言，具有快捷、高效、且相对稳妥的工程实用性。

摘要： 本发明涉及一种风洞中带桨水下航行模型尾部脉动压力测试装置及方法，包括风洞、测试模型，所述测试模型包括设置在风洞内的从动组件、设置在风洞外的动力源组件，所述从动组件带动位于风洞外的螺旋桨，所述动力源组件包括气动马达，气动马达的输出轴延伸入风洞中，与从动组件相连，所述从动组件包括：齿轮箱，被气动马达带动，转轴，被齿轮箱带动，螺旋桨安装在转轴端部；风洞内模拟形成模型表面的航行流场，测试模型内安装测压组件。本发明克服了传统操作中，电磁信号干扰大、线路布置困难的技术问题。能够模拟带桨水下航行体航行状态下其表面流场；改善了模型及其周边的电磁环境，确保脉动压力测量信号在模型腔体内不会受到电磁干扰影响。

摘要： 本发明公开了一种微小型电动燃油泵泵后压力监测系统及监测方法，所述系统包括：微小型压电式压力传感器，用于将燃油流道中的压力信号变送为电荷信号；传感器信号调理模块，用于对压力传感器变送输出的电荷信号进行调理，使之符合嵌入式最小系统的模拟信号采样范围；嵌入式最小系统，用于为高速压力监测处理软件模块和泵后脉动压力监测算法模块的运行提供硬件平台；通讯信号调理模块，用于将测量结果通过现场总线输出至电动燃油泵控制器；高速压力监测处理软件模块，用于对传感器信号调理模块输出的电压信号进行高速采样与数据处理；泵后脉动压力监测算法模块，用于实时计算泵后脉动压力。

摘要： 本发明公开了一种湍流脉动压力的修正方法，涉及水下技术领域，该方法利用压力传感器的接收面的规格对应的滤波响应函数以及相关谱函数，结合预先拟合得到的计算公式，可以对测量得到的原始传感器信号的流激湍流脉动压力自功率谱进行修正，得到准确度更高的压力传感器处的修正后的湍流脉动压力的自功率谱，该方法可以修正因为压力传感器的特性而带来的湍流脉动压力测量误差，可以修正压力传感器在中高频对小尺度湍流涡旋不敏感的特性，从而保证中高频测试的精度，解决中高频测试的关键问题。

摘要： 一种弹性机翼脉动压力试验模型及制造方法，试验模型包括弹性的模型本体、至少一个盖片和至少一个压力传感器，模型本体设有多个条形凹槽，每个凹槽沿模型本体的长度方向延伸，且沿模型本体的宽度方向依次设置；每个凹槽内填充有硬质填充材料，至少一个压力传感器通过固定填料设于一个凹槽内填充的硬质填充材料内，每个压力传感器的表面被一个盖片覆盖，盖片上设有通孔，压力传感器的头部露出通孔。本发明的弹性机翼脉动压力试验模型，使用弹性模型进行脉动压力测量，考虑流固耦合效应的影响，得到的结果更接近真实飞行环境；模型本体填充硬质填充材料、小型传感器、盖片所提供的附加质量、附加刚度都很小，可以使试验结果更加准确。

摘要： 本发明提供了一种高超声速飞行器脉动压力试验传感器优化布置方法，包括加工与脉动压力试验飞行器模型等比例、同尺寸的飞行器模型；搭建红外热图测量系统；将飞行器模型固定在高超声速风洞中进行红外热图试验，采集飞行器模型表面迎风面和背风面红外热图数据；依据红外热图图像处理软件处理热图数据，计算出飞行器模型表面的热流分布；判断飞行器模型表面流态，确定各流态发生的起始和终止位置；根据热流分布和表面流态，指导高超声速飞行器脉动压力试验高频响传感器的布置。本发明保证在高超声速风洞进行的脉动压力试验传感器布置即能实现试验目的又能降低安装较多传感器带来的对飞行器型面的破坏，减少了脉动压力试验数据繁杂、冗余问题。