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汽车车门密封空腔噪声及其传递实验研究

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 104-114页

作者：张斌瑜王毅刚俞悟周彭紫宁宋俊叶斌同济大学汽车学院上海201804 广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州511400 上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804 同济大学物理科学与工程学院上海200092

汽车车门密封系统风激下的发声和向车内的传声,其现象和机制复杂,研究较少,认识不明晰。以某SUV车门B柱、C柱第1道密封空腔和尾门密封空腔为研究对象,抽取其结构并等效成规则空腔结构;建立了在小型声学风洞中空腔发声和传声的实验测试... 详细信息

汽车车门密封系统风激下的发声和向车内的传声,其现象和机制复杂,研究较少,认识不明晰。以某SUV车门B柱、C柱第1道密封空腔和尾门密封空腔为研究对象,抽取其结构并等效成规则空腔结构;建立了在小型声学风洞中空腔发声和传声的实验测试平台和方法,开展了风激下的空腔声特性及其影响因素、密封条不同压缩量和密封间隙传声特性实验研究。研究结果表明:车门密封空腔形成的啸叫(尾门空腔)机理不同,低风速时是自激振荡与赫姆霍兹共振腔耦合共振产生,高风速时是自激振荡与空腔模态耦合共振产生,自激振荡以及在流体宽带激励下的空腔共振是频谱中其它峰值产生的根源;B柱和C柱空腔与尾门空腔密封条对声特征的影响差异较大;来流偏航角、俯仰角和湍流度变化对自激振荡激发的幅值和频率影响较大,是车内小于1000 Hz的带宽峰值噪声的来源之一;密封条压缩量较小时(如0~4 mm)其压缩量增加传声能力反而有增加的情况。基于空腔噪声理论得到的车门门缝小空腔声现象和机理是之前研究缺少的,具有独特性;密封条不同压缩量传声结论具有一定的实际应用价值。

关键词：汽车车门密封条空腔噪声传声风洞试验

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高声强双层穿孔结构的吸声计算

同济大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 1464-1468页

作者：俞悟周贺银芝姜在秀孙浩钧同济大学物理科学与工程学院上海200092 上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804 同济大学汽车学院上海201804

对高声强下不同的穿孔结构非线性声阻抗模型进行比较,分析入射声压对穿孔吸声结构声阻抗的影响,并提出双层穿孔结构的改进传递矩阵法。不同声阻抗模型的实验和计算结果表明,入射声压级小于140 dB时,Park模型和Maa模型的计算结果与实验... 详细信息

对高声强下不同的穿孔结构非线性声阻抗模型进行比较,分析入射声压对穿孔吸声结构声阻抗的影响,并提出双层穿孔结构的改进传递矩阵法。不同声阻抗模型的实验和计算结果表明,入射声压级小于140 dB时,Park模型和Maa模型的计算结果与实验数据吻合良好;入射声压级为140~150 dB时,Laly模型的计算结果更接近实验结果。对于高声强下的双层及多层穿孔结构,在所提出的改进传递矩阵法中,根据传递矩阵计算得到各层板表面声压级,每层穿孔的声阻抗根据声压级和穿孔参数进行计算,进而得到总声阻抗。结果表明,入射声压级为120~150 dB时,双层穿孔结构的改进传递矩阵法计算结果与实验数据吻合良好。

关键词：降噪吸声双层穿孔结构高声强非线性声阻抗

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水滴在气流中变形破碎过程的数值模拟研究

上海交通大学学报 2024年第4期58卷 419-427页

作者：桑旭金哲岩杨志刚余放同济大学航空航天与力学学院上海200092 上海市地面交通工具空气动力学与热环境模拟重点实验室上海201804 同济大学机械与能源工程学院上海201804 中国航发商用航空发动机有限责任公司上海201108

针对水滴在结冰风洞实验中加速过程内易发生破碎而导致试验段内水滴粒径分布难以符合结冰气象条件的问题,利用流体体积(VOF)方法,模拟了直径为100、200、400、600、800、1000μm以及1200μm的水滴在不同气流速度作用下(20、50、80 m/s)... 详细信息

针对水滴在结冰风洞实验中加速过程内易发生破碎而导致试验段内水滴粒径分布难以符合结冰气象条件的问题,利用流体体积(VOF)方法,模拟了直径为100、200、400、600、800、1000μm以及1200μm的水滴在不同气流速度作用下(20、50、80 m/s)的变形破碎情况.结果表明:在20 m/s气流作用下,直径为600μm的水滴不发生破碎;当风速为50 m/s时,直径为100μm的水滴不发生破碎;随着韦伯数增加,最大不稳定波波长也随之增大,水滴的破碎模式从袋状破碎变为包-蕊状破碎,随后转变为蕊-层状破碎,进一步转变为剪切破碎.水滴的破碎形式包括袋状破碎、包-蕊状破碎、蕊-层状破碎及剪切破碎,会对面积最大的液滴与初始液滴面积之比有较大影响.在初始水滴直径相同的条件下,入口速度越大,破碎后的面积比越大.

关键词：过冷大水滴变形破碎气液两相流流体体积方法

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高速铁路声屏障宽频穿孔吸声降噪结构

同济大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 1469-1473页

作者：盛峰姜在秀贺银芝曾小清邓波安雪晖俞悟周清华大学土木水利学院北京100084 中电建路桥集团有限公司北京100070 同济大学物理科学与工程学院上海200092 上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804 同济大学汽车学院上海201804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

采用传递矩阵法对高铁声屏障的多层微穿孔结构的吸声进行计算。对给定空腔深度,适当增加具有不同声阻抗的微穿孔板可改善吸声性能。经遗传算法得到具有优化参数的4层和5层微穿孔结构可显著拓宽吸声频带,提高整个频带的吸声系数,在200~31... 详细信息

采用传递矩阵法对高铁声屏障的多层微穿孔结构的吸声进行计算。对给定空腔深度,适当增加具有不同声阻抗的微穿孔板可改善吸声性能。经遗传算法得到具有优化参数的4层和5层微穿孔结构可显著拓宽吸声频带,提高整个频带的吸声系数,在200~3150 Hz频率范围内的平均吸声系数分别为0.70和0.80,吸声频带涵盖250~350 km⋅h^(-1)高速铁路主要噪声频率范围。5层结构在400~4000 Hz频率范围内吸声系数可达0.8。

关键词：高速铁路噪声声屏障微穿孔

基于LSTM-POD的汽车湍流尾迹的高时间分辨速度场重构

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汽车工程 2024年第7期46卷 1302-1313页

作者：杨志刚李俣静夏超王梦佳余磊同济大学汽车学院上海201804 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 北京民用飞机技术研究中心北京102211

本文针对方背Ahmed汽车标模的湍流尾迹,建立基于长短时记忆法(long short-term memory,LSTM)和本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)相结合的深度学习模型LSTM-POD。通过建立非时间分辨平面速度场POD模态系数和若干离散... 详细信息

本文针对方背Ahmed汽车标模的湍流尾迹,建立基于长短时记忆法(long short-term memory,LSTM)和本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)相结合的深度学习模型LSTM-POD。通过建立非时间分辨平面速度场POD模态系数和若干离散点的时间分辨速度信号的映射关系,实现了方背Ahmed汽车标模湍流尾迹流场的高时间分辨率重构,并对比了不同时间步长配置,即单时间步长(LSTM-Sin)和多时间步长(LSTM-Mul)对重构效果的影响。研究表明:LSTM-POD模型在时间序列重构中具有较强的学习和泛化能力。另外,LSTM-Mul考虑到了时间上的连续性和相关性,相较于LSTM-Sin,其重构出的低阶模态系数和速度场与POD的重构结果更吻合。本研究提出的深度学习模型可以缓解通过实验及高精度数值模拟获取高时间分辨率流场数据资源消耗大、计算效率低等问题。

关键词：汽车湍流尾迹深度学习流场重构本征正交分解长短时记忆法

3/4开口试验段汽车风洞的风阻测量误差分析与修正

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空气动力学学报 2024年第7期42卷 112-117,I0002页

作者：庞加斌同济大学汽车学院上海201804 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804

汽车风洞用3/4开口试验段模拟真实道路气动环境,有限的试验段尺寸、地面边界层及射流剪切层会干扰流场,从而引起风阻测量误差。根据简化势流模型分析,3/4开口试验段存在模型实体阻塞、喷口阻塞、收集口阻塞以及水平压力梯度4项系统误差... 详细信息

汽车风洞用3/4开口试验段模拟真实道路气动环境,有限的试验段尺寸、地面边界层及射流剪切层会干扰流场,从而引起风阻测量误差。根据简化势流模型分析,3/4开口试验段存在模型实体阻塞、喷口阻塞、收集口阻塞以及水平压力梯度4项系统误差源,其中模型实体阻塞让风阻测量值偏低,喷口和收集口阻塞让风阻测量值偏高,彼此平衡抵消机制使3/4开口试验段风洞具有能够适应更大尺寸模型的优势。利用Mercker-Wiedemann修正方法,结合同济大学整车气动声学风洞,计算修正了3辆不同尺寸车型的风阻系数。结果显示:设定风阻系数误差不超过1%为标准,3/4开口试验段汽车风洞最大阻塞比为15%;水平压力梯度对风阻系数误差的影响更大,风洞设计和验收标准应保证dC_(p)(x)/dx≤0.001/m。

关键词：汽车风洞 3/4开口试验段射流剪切层阻塞效应水平压力梯度

基于分层卷积自编码器的钝体湍流流场降阶分析

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 874-882页

作者：夏超王梦佳朱剑月杨志刚同济大学汽车学院上海201804 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804 北京民用飞机技术研究中心北京102211

本文采用了一种非线性的分层卷积自编码器,类比于本征正交分解的方法,可以对提取到的低维特征进行能量排序,同时又能在一定范围内达到更高的降阶性能。文中以雷诺数为20000的三维圆柱钝体湍流尾迹流动为例,分析分层卷积自编码器对该流... 详细信息

本文采用了一种非线性的分层卷积自编码器,类比于本征正交分解的方法,可以对提取到的低维特征进行能量排序,同时又能在一定范围内达到更高的降阶性能。文中以雷诺数为20000的三维圆柱钝体湍流尾迹流动为例,分析分层卷积自编码器对该流场的降阶能力,并与本征正交分解的结果作对比。同时,在此基础上延伸出组合模态的概念,并增加每一组低维潜在向量数,观察重构流场与原始流场的均方误差变化。结果表明,在分层层数及每层潜在空间向量数较少时,非线性的分层卷积自编码器相对于本征正交分解的方法对流场有更强的还原能力,但是其优势会随着层数和潜在向量数的增加而减弱。

关键词：分层自编码器卷积神经网络钝体湍流尾迹降阶模型

高速列车转向架区域远场气动噪声计算方法探究

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机车电传动 2024年第3期 53-60页

作者：张洪军王钟辉徐育敏高阳王毅刚朱朗贤中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春130062 中国铁路沈阳局集团有限公司物资部辽宁沈阳110001 中国铁路上海局集团有限公司机务部上海200071 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804

快速计算高速列车转向架区域远场辐射噪声是一个难点问题。首先,文章根据高速列车气动噪声以偶极子声源为主的特征,假设车辆表面声源由无数个偶极子声源组成,建立识别方法,并结合流体仿真计算对转向架区域进行声源识别。研究表明,转向... 详细信息

快速计算高速列车转向架区域远场辐射噪声是一个难点问题。首先,文章根据高速列车气动噪声以偶极子声源为主的特征,假设车辆表面声源由无数个偶极子声源组成,建立识别方法,并结合流体仿真计算对转向架区域进行声源识别。研究表明,转向架区域的主要偶极子气动声源分布在排障器、前轮等11个部件的近壁面上。其次,建立每个部件声源强度及其远场噪声计算方法,利用3个不同车速下的仿真计算结果拟合出每个部件的远场声压级与频率、车速、特征尺寸、传播距离的关系式,并对11个部件远场辐射噪声求和,得到转向架区域远场噪声计算的经验公式。结果表明,该拟合公式有一定的准确性,可快速推算该类高速列车不同缩比尺寸模型的转向架区域远场气动噪声。该方法可供其他车辆气动噪声辐射计算方法参考。

关键词：高速列车转向架偶极子声源数值仿真风洞试验

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基于剪切层扇形分层模型的射流声传播分析

同济大学学报（自然科学版） 2017年第4期45卷 596-601页

作者：沈哲王毅刚杨志刚贺银芝同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 同济大学上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804

通过计算流体力学建立一种扇形分层剪切层速度模型,并以此为基础用几何声学方法推导整个射流结构的声传播模型.以实际开口式风洞为研究对象,用数值仿真给出射流结构速度分布.建立速度随角度均匀变化的扇形分层剪切层速度模型.用声折射... 详细信息

通过计算流体力学建立一种扇形分层剪切层速度模型,并以此为基础用几何声学方法推导整个射流结构的声传播模型.以实际开口式风洞为研究对象,用数值仿真给出射流结构速度分布.建立速度随角度均匀变化的扇形分层剪切层速度模型.用声折射理论推导不同速度层之间的声传播.以声漂移量为指标对射流声传播模型进行声学风洞试验验证,证明本模型对声漂移量的预测精度更高,在高风速、剪切层较厚的情况下,优势尤为明显.

关键词：声传播射流剪切层几何声学