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宇航总体技术 2021年第3期5卷 28-36页

作者：任泽宇孙龙泉姚熊亮赵纪鹏哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150000

水下航行体通气技术形成的空泡能够有效降低航行阻力并调节运动姿态,但通气空泡在航行体表面不易融合,空泡形态不稳定,因此开展通气空泡的融合控制具有重要工程应用价值。采用有限体积法进行数值计算,研究了航行体孔后开槽对通气空泡融... 详细信息

水下航行体通气技术形成的空泡能够有效降低航行阻力并调节运动姿态,但通气空泡在航行体表面不易融合,空泡形态不稳定,因此开展通气空泡的融合控制具有重要工程应用价值。采用有限体积法进行数值计算,研究了航行体孔后开槽对通气空泡融合的控制作用,并探究了不同凹槽参数对通气空泡融合的影响。研究发现,凹槽改变了空泡的流场特性,槽内产生的旋涡卷吸流经凹槽的气体,使槽内气体向航行体周向发展并融合;当槽宽取0.125D,孔槽间距取0.075D时,对空泡融合的促进以及稳压效果最佳。

关键词：水下航行体凹槽参数被动控制主动通气空泡融合

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音乐路面的设计理论分析与数值模拟研究

音乐路面的设计理论分析与数值模拟研究

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作者：黄勇维重庆交通大学

学位级别：硕士

“十四五”开启了新时代交通运输高质量发展新征程,应加快满足人民群众对美好出行的期望。音乐道路作为一种特色公路,可通过路面宏观构造设计将杂乱无章的噪声转化成优美的旋律,在彰显新时代公路文化特色的同时极大推动乡村振兴进程和... 详细信息

“十四五”开启了新时代交通运输高质量发展新征程,应加快满足人民群众对美好出行的期望。音乐道路作为一种特色公路,可通过路面宏观构造设计将杂乱无章的噪声转化成优美的旋律,在彰显新时代公路文化特色的同时极大推动乡村振兴进程和提升美丽乡村建设水平。然而,音乐路面研究与应用起步相对国外起步较晚,音乐路面设计与建造仍然依赖国外技术。因此,有必要对音乐路面的相关概念理论及其发音槽的设计方法展开研究及示范应用。为此本文基于声学的基础理论,分析了音乐路面的原理,阐明了其设计计算过程,并通过有限元软件建立轮胎-刻槽路面耦合作用下的噪声数值仿真模型,深入研究了汽车行驶速度、凹槽宽度、深度等因素对音乐路面发声效果的影响规律,对最佳音域和最佳凹槽参数范围提出了建议。最后,依托实体工程,以优化音效为目的,对模拟结果进行了验证。以期为国内推广修筑音乐道路提供理论依据和技术支撑。具体的研究内容及结论如下:首先,结合声学Helmholtz波动方程及其有限元求解方法,为建立胎-路噪音数值模型提供理论基础。从胎-路噪音机理与乐理基础角度出发,详细阐明了音乐路面音的产生是由于汽车轮胎与路面凹槽结构撞击引起汽车规律振动,产生了特定音频;且明晰了音乐路面设计计算工作关键在于计算音符频率、发音槽间距和每个音符对应施工距离,由此可得出音乐路面音效的影响因素主要包括速度、凹槽尺寸、音域范围的选择。其次,采用Abaqus有限元软件,分别建立了轮胎-刻槽路面振动声压模型和泵气噪声三维模型。本文得出的泵气噪声声压曲线的趋势与其泵气噪声理论曲线基本符合;对振动声压结果进行频谱分析,求得每个模型其声压级峰值对应的频率,将其与理论计算的频率进行对比,发现相对误差的均值仅为2.4%,模型参数设置契合实际的音乐路面的刻槽情况,具有一定可靠性。再次,借助已建的仿真模型,从车辆行驶速度、凹槽参数两个方面,分别研究了其对振动声压和泵气噪音的影响规律,并以优化发声效果为目标,均衡泵气噪音,振动声压,对凹槽设计方法进行研究。结果表明,音乐路面的最佳设计速度是40km/h-60km/h,最佳凹槽深度范围是3mm-5mm,凹槽宽度应设置在20mm以上;结合凹槽间距和宽度指标,对于40km/h的速度在选择1(d1)音符的频率时最佳音域范围为140～180Hz;然后根据凹槽参数的最佳范围,进一步研究了最佳发音槽参数组合,本研究认为音乐路面凹槽参数(24,4)或者(26,4)为最佳组。最后,结合重庆市梁平区渔米路、瑞丰路的音乐公路示范项目,利用采集的音频信息,进行频谱分析后对两个项目的音乐效果进行对比,其中采用了最佳音域、凹槽参数范围的瑞丰路比渔米路音乐效果好,验证了最佳凹槽参数、音域范围的合理性。

关键词：音乐路面有限元振动声压泵气噪音凹槽参数

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半圆形槽对冲激声源深探测钻铤波压制效果研究

半圆形槽对冲激声源深探测钻铤波压制效果研究

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作者：王莹西安石油大学

学位级别：硕士

油气勘探开发中,期望探测精度高且探测距离远。幅度大频带宽的冲激声源可以同时满足这两点要求,从而成为随钻深探测仪器发射源的优选之一。冲激声源属于单极子声源,会激发出沿钻铤传播的钻铤波,钻铤波与地层纵波到时相近,且幅值远大于... 详细信息

油气勘探开发中,期望探测精度高且探测距离远。幅度大频带宽的冲激声源可以同时满足这两点要求,从而成为随钻深探测仪器发射源的优选之一。冲激声源属于单极子声源,会激发出沿钻铤传播的钻铤波,钻铤波与地层纵波到时相近,且幅值远大于地层纵波的幅值,导致钻铤波干扰或掩盖地层纵波,从而无法获取准确的地层信息。目前切实可用的方法是在钻铤上刻槽以压制钻铤波干扰。本文旨在寻找一种能够有效压制随钻冲激声源深探测钻铤波的隔声体结构。论文首先使用COMSOL有限元软件对随钻冲激声源深探测隔声体结构的安全性能进行仿真研究,将数值模拟与理论计算结果对比,验证了数值模拟的准确性。采用疲劳寿命实验,得到符合隔声体安全性能的凹槽参数。然后在隔声体结构满足安全性能的条件下,研究随钻冲激声源深探测隔声体结构的声学性能。通过时间慢度相关法STC(Slowness Time Coherence)处理全波阵列,发现在快速地层中,钻铤波掩盖了地层纵波;慢速地层中钻铤波速度远大于地层纵波速度。钻铤内外刻槽能够使钻铤波幅度减少且到时较晚,外刻槽能够削减钻铤波,从而有效提取纵波信号。最后以钻铤波衰减系数为评定依据,分析了凹槽半径、凹槽间隔、凹槽数目及声源频率与隔声体结构声学性能的影响。得到凹槽半径的增加有利于削弱钻铤波,但是凹槽半径大于25mm时会造成斯通利波严重衰减且安全性能较低;凹槽间隔对钻铤波衰减及斯通利波衰减影响很小;凹槽数目增大,削弱钻铤波效果一般,但斯通利波衰减较大,仿真表明,利于全波形响应的最佳凹槽数目为6个;通过变化声源频率,分析全波列响应的STC图,得到冲源声源频率小于6kHz时,地层纵波和地层横波均受到钻铤波干扰,随着频率的增大,提取地层纵波的效果越来越好,并且地层横波波群也逐渐稳定。此结论对宽频带的冲激声源的深入研究和应用提供了有力的技术支撑。论文研究成果为随钻冲激声源深探测隔声体的设计提供理论依据和技术支持,对随钻设备的加工具有一定的指导意义和参考价值。

关键词：随钻深探测仪器钻铤波冲激声源凹槽参数

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基于ANSYS的随钻声波测井隔声体强度分析

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科学技术与工程 2011年第15期11卷 3404-3406页

作者：苏远大毕新帅闫向宏张美玲刘文丽王宁中国石油大学华东地球资源与信息学院东营257061 物理科学与技术学院东营257061

利用ANSYS对周期性非轴对称凹槽结构随钻声波测井隔声体上最大等效应力进行了数值计算。建立了凹槽参数与最大等效应力之间关系。数值计算结果表明:凹槽深度、过渡弧半径以及凹槽圆心角大小对随钻声波测井隔声体上最大等效应力影响较大... 详细信息

利用ANSYS对周期性非轴对称凹槽结构随钻声波测井隔声体上最大等效应力进行了数值计算。建立了凹槽参数与最大等效应力之间关系。数值计算结果表明:凹槽深度、过渡弧半径以及凹槽圆心角大小对随钻声波测井隔声体上最大等效应力影响较大。相关研究结果对设计随钻声波测井隔声体有重要参考价值。

关键词：随钻声波测井隔声体最大等效应力凹槽参数

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