本文選題：仿生　切入點：流動控制　出處：《吉林大學》2017年博士論文

【摘要】：噪聲污染不僅影響人們的正常休息、學習及工作,而且還會誘發(fā)多種疾病,嚴重危害人體健康,并對社會經濟產生嚴重的負面影響�，F(xiàn)代交通工具及工業(yè)設備是環(huán)境噪聲的主要噪聲源,由于工作部件運轉速度的提高,很多情況下,氣動噪聲已經遠遠超過機械噪聲,在總噪聲中占主導地位。翼型單元不僅是機翼以及風機、風力機等葉輪機械設計的基本元素,同時也是氣動聲學基礎理論研究的重要載體,開展其降噪方法與技術的研究,具有重要的學術意義和實際應用價值。流動控制是流體力學的前沿領域之一,與仿生學的碰撞催生了流動控制領域的一個重要研究分支——仿生流動控制,即通過模仿與學習生物或生物體的特有功能,進一步增強流動控制的效果。不同來流條件下,薄翼型葉片氣動噪聲產生機理有顯著差異,在對其研究基礎上,本文提出多種生物體復合仿生的理念,設計了低雷諾數(shù)敏感性的仿生葉片,開展了其降噪方法及降噪機理研究,并在翼型風機上進行了應用性試驗。應用NAFnoise翼型噪聲分析軟件計算了NACA 0006翼型在不同雷諾數(shù)、不同攻角下的噪聲單元構成及頻譜特性�；谙议L的雷諾數(shù)為5×104-1.9×105范圍內,在0°攻角時,窄頻特性的層流邊界層渦脫落噪聲為主導噪聲;在5°攻角時,隨著雷諾數(shù)的增加,邊界層發(fā)生轉捩或分離,中低頻段的噪聲增大,總聲壓級頻譜呈現(xiàn)寬頻特性;在10°攻角時,吸力面?zhèn)攘鲃臃蛛x尺度增大,由流動分離引起的分離噪聲及湍流邊界層噪聲占主導作用,低頻噪聲更加突出�；谶@些結論,設計仿生結構時可考慮通過翼型葉片前緣形狀的改變降低層流邊界層噪聲,通過表面形狀和尾緣結構的改變來降低湍流邊界層噪聲。數(shù)值模擬是氣動聲學的重要研究手段,被國內外研究者廣泛采用。為了獲得準確氣動噪聲源的聲學信號、捕捉流動產生的小尺度渦,開展了數(shù)值模擬方法及網格無關性分析研究。氣動聲源選用了可精確求解小尺度渦的動態(tài)Smagorinsky-Lilly模型求解,以便于分析仿生結構對邊界層演化影響。采用C-型六面體結構網格離散計算域,通過分析網格數(shù)量對阻力系數(shù)及表面壓力系數(shù)的影響,確定了網格密度。仿生流動控制研究常用仿生模本為，

本文編號：1708800