Development of multiple-jet stream noise suppression method based on the mechanism of synchronous phenomena of jets

基于射流同步现象机理的多射流噪声抑制方法研究进展

基本信息

批准号：
21K03927
负责人：
松本大樹
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Muroran Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

パンチングメタル通気時に発生するロックイン現象による騒音増大の発生原因を探るために，パンチングメタル板後流の流れの可視化を行なった．流れの可視化は，高速度カメラとレーザーシート光源を用いたミスト法により実施した．より鮮明な可視化画像を得ることを目的に，レーザーシート光源と高速度カメラ，ミラーからなる可視化装置の位置決めがマイクロメートルオーダーで可能な装置を製作した．また，対象としたパンチングメタル板は，ロックイン現象が発生する最小の孔数である7つの千鳥配列状態のもので，可視化実験は，流速20m/sと41m/sとで実施した．その際に発生する騒音の特性は大きく異なり，20m/sではほぼ騒音発生はないが，41m/sではパンチングメタル板の通気方向に関わらずにピーク音が発生する．可視化面は，流れの軸方向（流れの側面）と軸直角方向（流れの正面）で行った．下流に向かって孔の断面積が大きくなる向きはロックインが起こり騒音が増大し，下流に向かって断面積が小さくなる向きでは．騒音ピーク周波数が流速に比例して高くなるが，騒音増大が起こらない．その両者で，孔から流出する渦の干渉状態が以下のように異なることが明らかになった．・下流に向かって断面積が大きくなる場合（騒音増大条件）は，隣り合う孔同士で渦が同時に流出する．・下流に向かって断面積が小さくなる場合は，　隣り合う孔同士から流出する渦は互い違いに流出するロックイン現象による騒音増大する際には，隣り合う孔から流出する渦が同時に流出する状態が必要であることが証明された．隣り合う渦同士が同時に流出することによって，圧力変動が大きくなり，板面をより大きい力で加振することができるためと考えられる．その孔の位置が振動モードの腹の位置と一致する際に，ロックイン現象が発生したと結論づけられた．

为了调查冲孔金属通风过程中发生的锁定现象导致噪声增加的原因，我们对冲孔金属板后面的流动进行了可视化。使用高速摄像机和激光片光源的雾法进行流动的可视化。为了获得更清晰的可视化图像，我们创建了一种可以将可视化装置定位在微米量级的装置，该可视化装置由激光片光源、高速相机和镜子组成。此外，所使用的冲孔金属板为七孔交错排列，这是引起锁定现象的最少孔数，并且在流速为20 m/s和41 m时进行了可视化实验/s。此时产生的噪声特性变化很大；在20m/s时几乎没有噪声，但在41m/s时无论冲孔金属板的通风方向如何都会产生峰值声音。可视化平面是流动的轴向方向（流动的侧面）和垂直于轴线的方向（流动的前面）。如果孔的截面积朝下游增大，则会发生锁死，噪声增大；如果孔截面积朝下游减小，则噪声增大。尽管噪声峰值频率与流速成比例增加，但噪声并未增加。结果表明，两种情况下从孔中流出的涡流的干涉状态是不同的，如下所示。 - 当横截面积向下游增加时（噪音增加条件），涡流同时从相邻的孔中流动。・当截面积朝下游减小时，从相邻孔流出的涡流交替流出。当由于锁定现象而噪音增大时，从相邻孔流出的涡流同时流出。已被证明是必要的。这被认为是因为当相邻的涡流同时流出时压力波动增大，使得可以以更大的力激励板表面。结果表明，当孔的位置与振动模态的波腹位置重合时，就会发生锁定现象。