多孔材料耦合吹吸气流控制钝体流动与噪声的研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11772146
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:68.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A0906.流动噪声与气动声学
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:刘汉儒; 郑炯智; 赵彦辰; 张皓;
- 关键词:
项目摘要
The porous material between fluid and solid, as a passive method of bluff body flow/noise control with great potential, is capable of stabilizing shear layer at the interface, suppressing vortex shedding, and regularizing wake field. However, the insufficiency of current experimental studies and the restrictions of high porosity and high layer thickness are hindering the understanding of the physical mechanism and its practical applications. On the basis of the experimental and numerical studies on flow around a cylinder with porous layer accomplished by the applicant’s team, this project proposes a comprehensive experimental study to address spanwise correlation in three-dimensional flow field, internal flow field within the porous layer and shear layer at the porous surface, as well as parameter effects. The proposed research will develop and complement the physical understanding of this control method, and validate and improve the numerical models of flow field and acoustic flied. Moreover, it is suggested to actively compensate the flow field within porous medium and the shear layer at porous surface using air blowing/suction. A new active/passive coupling control method will be developed and optimized that broadens the applicable conditions of porous material while retaining its advantages. Through integrating new experimental observations and new technique application, the research proposed in this project will reveal the physical process and scientific nature of bluff body flow and noise control by coupling porous material and air blowing/suction, and will provide theoretical and experimental foundation and technical support for the research and development of this new technology for reducing drag and noise.
介于流体和固体之间的多孔材料层能够有效稳定界面剪切层、抑制涡脱落、调控尾迹流场,从而降低气动阻力与噪声,是一种具有独特潜力的钝体流动与噪声被动控制方法,但现有实验研究的不足以及高孔隙率与高层厚的局限严重阻碍了此方法的机理认识和实际应用。本项目在申请人团队已完成的多孔层圆柱绕流实验与数值研究的基础上,开展三维流场展向相关性、多孔层内流场与表面剪切层、以及参数影响的实验研究,发展和补充此控制方法的物理认识,验证并改进流场与声场数值模型。同时,引入吹吸气流主动补偿多孔介质内部流场与表面剪切层,在保留多孔材料优势的同时拓宽其适用条件,发展新的主被动耦合控制方法并进行优化设计。本项目的研究融入了新的实验观测与新的技术应用,将深刻揭示多孔材料耦合吹吸气流控制钝体流动与噪声的物理过程和科学本质,为新概念减阻降噪技术研发提供理论实验依据与技术支撑。
结项摘要
多孔材料覆层能够有效稳定钝体表面剪切层、抑制涡脱落、调控尾迹流场,从而降低气动阻力与噪声,是一种具有独特潜力的流动与噪声被动控制方法。但现有研究对此方法的机理认识还不够充分,其实际应用也受制于高孔隙率和高层厚的局限。本项目围绕多孔覆层与吹吸气流的流动与噪声控制方法及其优化设计,结合实验测试与数值模拟,开展了多孔覆层流动与噪声控制的机理研究、多孔材料耦合吹吸气流的主被动控制研究、以及吹吸气流与主被动耦合控制的优化参数研究。本项目提出了结构化多孔材料的创新概念,完成了对圆柱绕流三维流场、多孔层近壁与内部流场、以及主要参数影响的系统全面的实验与数值研究,深入揭示了多孔材料控制钝体流动与噪声的作用机制,并获得了用于验证和改进数值模型的基准数据库。同时,研究了吹吸气流主动控制以及多孔覆层耦合吹吸气流的主被动方法对圆柱绕流的流动与噪声控制效果,并分析了其控制机理。在此基础上,获得了多孔覆层圆柱的优化布局与轻量化最优设计,研究分析了优化设计的流动与声学机理,进一步探索了吹吸气流和主被动耦合方法的优化参数及其控制机理。本项目的研究成果发展和补充了对多孔材料控制钝体流动与噪声的机理认识,并探索了利用吹吸气流耦合多孔材料进行流动与噪声控制的可行性,为发展主被动耦合降噪技术并推动其实际应用提供了有价值的理论与实验依据。
项目成果
期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(22)
专利数量(0)
Vortex shedding noise and flow mode analysis of cylinder with full/partial porous coating
全/部分多孔涂层气缸涡脱落噪声及流动模态分析
- DOI:10.1016/j.ast.2020.106154
- 发表时间:2020-11
- 期刊:Aerospace Science and Technology
- 影响因子:5.6
- 作者:Zhijie Hu;Hanru Liu;Nanshu Chen;Jiawei Hu;Fan Tong
- 通讯作者:Fan Tong
An investigation of wake flows produced by asymmetrically structured porous coated cylinders
非对称结构多孔涂层圆柱体产生的尾流研究
- DOI:10.1063/5.0042496
- 发表时间:2021-03
- 期刊:Physics of Fluids
- 影响因子:4.6
- 作者:Elias J. G. Arcondoulis;Thomas F. Geyer;Yu Liu
- 通讯作者:Yu Liu
Acoustic source imaging using densely connected convolutional networks
使用密集连接的卷积网络进行声源成像
- DOI:10.1016/j.ymssp.2020.107370
- 发表时间:2021-04-01
- 期刊:MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING
- 影响因子:8.4
- 作者:Xu, Pengwei;Arcondoulis, Elias J. G.;Liu, Yu
- 通讯作者:Liu, Yu
An array pairing method for localizing distributed sources by acoustic beamforming
一种通过声波束形成定位分布式声源的阵列配对方法
- DOI:10.1121/10.0000496
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of the Acoustical Society of America
- 影响因子:2.4
- 作者:Elias J.G. Arcondoulis;Yu Liu;Pengwei Xu;Nanshu Chen
- 通讯作者:Nanshu Chen
Effects of non-uniform permeability on vortex shedding and noise control of blunt trailing edge
非均匀渗透率对钝后缘涡脱落和噪声控制的影响
- DOI:10.2514/6.2019-2621
- 发表时间:2019-05
- 期刊:AIP Advances
- 影响因子:1.6
- 作者:Hanru Liu;Nanshu Chen;Zhijie Hu
- 通讯作者:Zhijie Hu
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- 影响因子:--
- 作者:刘宇;马志飞;孟凡明
- 通讯作者:孟凡明
其他文献
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