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《吉林大学》 2008年
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风机气动噪声控制耦合仿生研究

孙少明  
【摘要】: 气动噪声控制是节能风机设计关键技术之一。耦合仿生降噪是一种建立在对生物体表功能特征系统深入研究的基础上,并以工程手段实现的降噪技术方法,突破了单纯工程方法降噪所面临的瓶颈,提供了全新的研究思路,在多种风机和旋转机械中可推广应用。 本文工作以生物耦合特征研究为基础,并借助逆向工程等手段,建立了长耳鸮体表耦合仿生消声系统模型和耦合仿生吸声系统模型;基于上述模型分析了长耳鸮体表耦合降噪功能特性和生物耦合模型主要参数。对长耳鸮翼耦合仿生消声模型进行了有限元模拟分析,为解释长耳鸮翼消声降噪机理提供了理论依据。通过试验,对比分析了长耳鸮体表覆羽和皮肤原型及耦合吸声模型的功能特性,并进行了数值模拟分析,建立了耦合吸声模型优化参数和吸声系数计算模型,阐述了生物体表耦合吸声降噪机理。依据生物耦合降噪特征,设计风机耦合降噪典型部件;经风机噪声测试,证实了耦合降噪系统应用于风机气动噪声控制是可行的,新型风机设计达到其基本性能要求。基于计算空气动力学和气动声学相关理论,利用三维CAD建模技术和COMSOL软件多物理场耦合设计和分析技术,建立了各种风机耦合降噪部件有限元分析模型,对作为耦合消声降噪系统主耦元的生物非光滑形态因素对工作部件绕流场介质的影响进行了分析,并进一步阐释了生物耦合消声降噪特征的作用机理。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB535

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈坤;三种鸮形态学、飞行运动学特征规律及其仿生研究[D];吉林大学;2012年
2 华欣;海鸥翅翼气动性能研究及其在风力机仿生叶片设计中的应用[D];吉林大学;2013年
3 石磊;圆柱杆件气动噪声仿生控制研究[D];吉林大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王兴双;空调器室外机流场数值模拟及其轴流风扇噪声预估[D];华中科技大学;2011年
2 张国庆;面向长耳鸮飞羽羽枝力学特性测试的实验装置研究[D];大连理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭南初;熊志勇;;产品形态仿生设计与逆向工程技术[J];包装工程;2006年05期
2 费荣梅,田秀华;大鸨羽毛微观结构研究[J];东北林业大学学报;2002年01期
3 李冬黎,何湘宁;仿生学在电力电子学中的应用研究[J];电工技术学报;2002年01期
4 韩运双,浦跃朴,李云晖,尹立红,葛存旺;组织工程化大鼠皮肤的构建[J];东南大学学报(自然科学版);2002年03期
5 原春晖,张国良;声强法声功率测量的工程应用研究[J];电声技术;2002年05期
6 陈党民;吴海燕;张朝磊;;离心式压缩机叶轮主要气动设计参数的分析研究[J];风机技术;2006年03期
7 肖昕;;逆向工程在软件开发和维护中的应用[J];福建电脑;2006年10期
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9 张健旭,曹玉萍;长耳鸮冬季的捕鼠特点[J];河北大学学报(自然科学版);1999年02期
10 刘富斌,钟芳源,杜朝辉;前弯动叶片变工况性能的估计方法[J];航空动力学报;2000年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘福林;;仿生学应用中的制约因素分析[J];安徽农业科学;2007年14期
2 刘福林;;仿生学发展过程的分析[J];安徽农业科学;2007年15期
3 常青云;朱莉思;曹鑫;刘本翠;张志毅;;多因素对秋水仙素诱导多倍体效率的影响[J];安徽农业科学;2007年31期
4 赵玉玲;李颖;张钦德;李庆典;;北沙参种子品质检验及质量标准研究[J];安徽农业科学;2008年23期
5 吴芳辉;;化学专业概率统计和数据处理课程教学研究[J];安徽工业大学学报(社会科学版);2011年04期
6 罗姗姗;王丽艳;赵颂宁;刘静波;林松毅;;超声波法制备蛋壳柠檬酸-苹果酸复合钙的优化研究[J];现代农业科技;2010年05期
7 冯勇;何建新;刘亮;杨力行;;冻融循环作用下细粒土抗剪强度特性试验研究[J];冰川冻土;2008年06期
8 王文博;袁书强;张贵才;陈巍;田雨江;陈炯;周春华;宗铎;;深冲用200系列不锈钢成分优化设计研究[J];兵器材料科学与工程;2010年06期
9 高红旭;赵凤起;李上文;;用均匀设计和回归分析法研究燃烧催化剂的作用规律[J];兵工学报;2007年02期
10 李晓京;鲍伟东;孙来胜;;北京市区越冬长耳鸮的食性分析[J];动物学杂志;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏维均;杨化庭;刘载文;;基于正交多项式回归分析方法的系统辨识研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 田文正;王荣桥;;基于MDO体系的涡轮叶片热-结构耦合分析[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
3 任露泉;王淑杰;韩志武;邱兆美;;植物孢粉壁非光滑表面结构特征及其仿生脱附机理[A];农业机械化与全面建设小康社会——中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
4 于俊鹏;郝奕;孙玉刚;;主动降噪技术在降低商用车车内噪声中的应用[A];湖北省内燃机学会2009年学术年会论文集[C];2009年
5 李丰;冯兰芳;吴小晴;惠延波;;逆向工程在文物数字建模上的应用[A];晋冀鲁豫鄂蒙云贵川沪甘湘渝十三省(市区)机械工程学会2008年学术年会——机电工程类技术应用论文集[C];2008年
6 焦风雷;刘克;郭庆;;具有流动和侧向Helmholtz共振器的驻波管内声场实验研究[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
7 张倩;吕亚东;;微缝吸声体垂直入射吸声特性和设计准则[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
8 刘栋;吕亚东;;温度变化对于吸声结构吸声特性的影响[A];运输噪声的预测与控制——2009全国环境声学学术会议论文集[C];2009年
9 刘鹏辉;杨宜谦;;城市轨道交通微穿孔板式声屏障的设计[A];运输噪声的预测与控制——2009全国环境声学学术会议论文集[C];2009年
10 孙友宏;徐良;赵乐涛;高科;刘宝昌;;JBD-75S仿生非光滑绳索取心金刚石钻头的研制[A];第十四届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨党国;内埋武器舱气动声学特性与噪声抑制研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2010年
2 李国能;燃烧诱发热声不稳定特性及控制研究[D];浙江大学;2009年
3 汪延成;仿生蜘蛛振动感知的硅微加速度传感器研究[D];浙江大学;2010年
4 林小夏;产品设计、仿真与数控加工异构信息集成技术及应用研究[D];浙江大学;2011年
5 汪青;溶胶—凝胶技术在纺织品多功能整理中的应用[D];东华大学;2010年
6 王超飞;黑斑侧褶蛙和中华大蟾蜍的特征、功能、力学特性及其仿生分析[D];吉林大学;2011年
7 佟月英;仿生触觉与常规方法检验肉品新鲜度的研究[D];吉林大学;2011年
8 张俊秋;耦合仿生抗冲蚀功能表面试验研究与数值模拟[D];吉林大学;2011年
9 张磊;离心风机多目标优化及旋转失速机理研究[D];华北电力大学(北京);2011年
10 欧祖军;部分因析设计的最优折叠反转及相关问题的研究[D];华中师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄吉星;集中型槽孔轮式油菜精量排种器设计及其破碎率试验研究[D];华中农业大学;2010年
2 李全;驱动滚筒仿生表面增摩技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 周耿;慢回弹聚氨酯隔声复合材料的制备及性能研究[D];浙江理工大学;2010年
4 雷风林;汽轮机末级变工况性能研究与流道改进设计[D];郑州大学;2010年
5 刘丽媛;增压器噪声控制与进气消声器设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 侯鹏;基于双曲型方程RKDG法在流场及声场中的数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 吕景伟;变截面管道内流噪声预报与实验测量研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王学虎;微流控芯片注射压缩成型及其可视化的研究[D];大连理工大学;2010年
9 孙鹏翔;鲨鱼皮微沟槽减阻机理与复制技术基础研究[D];大连理工大学;2010年
10 周磊;不规则物料等间距输送控制技术研究[D];华东理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张树舜,张淑兰;长耳鸮食性的初步分析[J];动物学杂志;1990年05期
2 罗乖林,王宇,王晋军;空中受油装置降噪研究[J];北京航空航天大学学报;2003年02期
3 R.Blaschko,王渤洪;ICE3电动车组用的高速受电弓[J];变流技术与电力牵引;2001年03期
4 孙立群,赵亮,杉山·弘;贯流风扇内部流场流动特征及流速分布的研究[J];大连铁道学院学报;1999年04期
5 黎红辉,沈猷慧,马再玉;鸟类飞羽羽小枝的显微结构比较[J];动物分类学报;2005年04期
6 雷富民,甘雅玲;纵纹腹小、鵰及长耳的卵壳超微结构研究(形目:鸱科)[J];动物分类学报;1996年04期
7 区颖达,游斌;分体空调室内体贯流风机蜗舌间隙对气动特性的影响[J];风机技术;2001年04期
8 王占学,乔渭阳;空调器室外机组防护网对气动噪声影响的试验研究[J];风机技术;2005年05期
9 王军;成超;杨昕;毛爱军;;空调用开式轴流风机性能试验研究[J];风机技术;2009年04期
10 郝东兴;王占学;;空调器室外机组风扇转速和防护网对气动噪声的影响[J];风机技术;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 赵磊;;大飞机噪声问题探讨[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周新春;扑翼微型飞行器多学科设计优化研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 曾锐;仿鸟微型扑翼飞行器的气功特性研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 神会存;高质量工程曲面的重建与曲面品质检查分析[D];南京航空航天大学;2005年
4 胡俊伟;空调器风道系统气动与声学特性的研究[D];上海交通大学;2006年
5 赵宏伟;尺蠖型压电驱动器基础理论与试验研究[D];吉林大学;2006年
6 王嘉冰;空调器风机内流中的旋涡流动及气动噪声预测[D];华中科技大学;2006年
7 纪华伟;压电陶瓷驱动的微位移工作台建模与控制技术研究[D];浙江大学;2006年
8 张江涛;面向仿人机器人的人工肌肉与关节研究[D];中国科学技术大学;2008年
9 张春华;基于信鸽体表的减阻降噪功能表面耦合仿生[D];吉林大学;2008年
10 吴亚东;带尾缘吹气的叶轮机械内部流动和气动噪声问题的研究[D];上海交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刁建美;毛细管辐射式空调系统的CFD研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 童刚;水平轴风力机叶片气动性能的数值计算和分析[D];兰州理工大学;2011年
3 陆健;基于仿生特征的产品曲面形态设计研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 朱弘;基于马格努斯效应的风力机叶片流场的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 何彬;微拉伸实验装置的研制及微构件力学特性评价[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 周晓峰;基于PZT微定位系统控制研究[D];浙江大学;2004年
7 张秀萍;基于点云数据复杂曲面的三维重构[D];新疆大学;2004年
8 卢昀伟;中西方建筑仿生差异比较与发展研究[D];天津大学;2004年
9 梁桂强;轴流风机降噪技术的仿生学研究[D];吉林大学;2005年
10 明磊;翼身融合体民用运输机空气动力设计[D];国防科学技术大学;2005年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 廖庚华;长耳鸮翅膀气动与声学特性及其仿生应用研究[D];吉林大学;2013年
2 华欣;海鸥翅翼气动性能研究及其在风力机仿生叶片设计中的应用[D];吉林大学;2013年
3 周海超;花纹结构对轮胎花纹沟噪声和滑水性能影响规律及协同提升方法研究[D];江苏大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张国庆;面向长耳鸮飞羽羽枝力学特性测试的实验装置研究[D];大连理工大学;2013年
2 伍文华;电子设备气动噪声降噪设计方法研究[D];电子科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗泽珣;大兴安岭及三江平原黑线姬鼠的种群年龄组成[J];动物学报;1963年03期
2 张知彬,朱靖,杨荷芳;中国啮齿类繁殖参数的地理变异[J];动物学报;1991年01期
3 王丽萍,刘玉堂,肖向红,邹红非,王永林;环颈雉消化系统组织形态学观察[J];动物学杂志;1994年03期
4 张健旭,曹玉萍;长耳鯢在越冬期的习性、数量及食性[J];动物学杂志;1995年01期
5 张子慧,肖方,袁伟静,陈月华;一雄性丹顶鹤消化系统组织形态学观察[J];动物学杂志;1999年03期
6 方正春,马章林;泡沫金属的制造方法[J];材料开发与应用;1998年02期
7 方正春,马章林;泡沫铝在噪声控制中的应用[J];材料开发与应用;1999年04期
8 李新宏,何慧伟,宫武旗,黄淑娟;离心通风机整机定常流动数值模拟[J];工程热物理学报;2002年04期
9 游斌,E E Elhadi,谢军龙,王军,吴克启;多翼离心风机的三维数值分析[J];工程热物理学报;2003年03期
10 斯坦利W.坎德伯 ,生;GE公司试验前掠风扇技术[J];国际航空;1997年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 贺尔铭;张洵安;;复合材料夹层板隔声性能测试研究[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
2 ;基于Pro/ENGINEER的复杂零件的曲面造型(英文)[A];2002年黑龙江省机械工程学会年会论文集[C];2002年
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1 高永卫;;使用Gurney襟翼降低轴流风扇噪声的简便方法[J];风机技术;2006年02期
2 施骏业;姜彩玲;乔俊生;陈江平;李小平;张小军;;笔记本电脑散热模块及系统气动噪声的实验研究[J];上海交通大学学报;2007年03期
3 张师帅;罗亮;;空调用贯流风机气动噪声预测的研究[J];流体机械;2007年12期
4 欧阳华;田杰;吴亚东;杜朝辉;;基于涡声理论的低速轴流风机气动噪声研究[J];工程热物理学报;2009年05期
5 刘加利;张继业;张卫华;;高速列车车身表面气动噪声源研究[J];铁道车辆;2010年05期
6 吴秉礼;轴流通风机气动噪声预测与治理[J];流体机械;1998年04期
7 宋文萍,韩忠华,王立群,杨爱明,乔志德;旋翼桨尖几何形状对旋翼气动噪声影响的定量计算分析[J];计算物理;2001年06期
8 吴坤;;离心风机气动噪声降噪方法研究综述与分析[J];柳州职业技术学院学报;2011年01期
9 陈江,任汝根,孙晓峰,胡宗安;风扇/压气机转子叶片定常力气动噪声数值研究[J];航空动力学报;1993年03期
10 宋文萍,韩忠华,杨爱明,乔志德;旋翼跨声速流动气动噪声的一种高效算法[J];西北工业大学学报;2001年04期
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1 胡俊伟;丁国良;张春路;;空调器室内机气动噪声模拟[A];上海市制冷学会二○○三年学术年会论文集[C];2003年
2 李奇;隋洪涛;;高速电梯轿厢气动噪声影响分析[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
3 曹志坤;谷波;胡松涛;;基于多目标约束下混合罚函数的小型风机气动噪声仿真及实验优化[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
4 丁国良;胡俊伟;;空调器室内机风道系统的声学特性分析[A];制冷空调新技术进展——第三届制冷空调新技术研讨会论文集[C];2005年
5 沈清;关发明;王强;;飞机动力系统喷流剪切层稳定性与噪声初探[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
6 张善智;闫云聚;崔盼礼;;导弹跨音速飞行结构动态响应数值模拟研究[A];随机振动理论与应用新进展——第六届全国随机振动理论与应用学术会议论文摘要集[C];2008年
7 招启军;徐国华;;直升机旋翼气动降噪的试验研究[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
8 杨京龙;王金勇;甘才俊;何枫;;带扩张角喷嘴射流噪声发生机理的研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
9 伍先俊;李志明;;叶片亚声速气动离散噪声预测[A];第七届全国空气弹性学术交流会论文集[C];2001年
10 王翊;柳贡民;;蒸汽管路阀门噪声源特性研究[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 于杰;空气动力学国家重点实验室成立[N];人民日报海外版;2009年
2 本报实习记者 王冀;轿车降噪——一个不得不说的话题[N];中国汽车报;2002年
3 徐常武;化工业对透平压缩机要求高 [N];中国工业报;2004年
4 本报记者 李柏芳;三年“孵出”八个“金蛋”[N];衡阳日报;2009年
5 于杰 记者 于莘明;空气动力学国家重点实验室揭牌[N];科技日报;2009年
6 于杰 记者 郝勇 刘宇男;我国唯一空气动力学国家重点实验室落户绵阳[N];四川日报;2009年
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1 吉春辉;高速面铣刀气动噪声产生机理的研究[D];山东大学;2013年
2 李林凌;计及气固耦合声辐射理论与应用研究[D];华中科技大学;2005年
3 刘敏;基于数值模拟及实验的贯流风扇气动噪声特性研究[D];华中科技大学;2009年
4 韩忠华;旋翼绕流的高效数值计算方法及主动流动控制研究[D];西北工业大学;2007年
5 胡亚涛;动/静器件中的气动噪声问题及其实验研究[D];华中科技大学;2012年
6 王阳;直升机旋翼气动噪声的计算及降噪方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 石磊;圆柱杆件气动噪声仿生控制研究[D];吉林大学;2013年
8 冯定华;高速流动精细数值模拟、实验研究及其在气动光学中的应用[D];国防科学技术大学;2010年
9 史勇杰;基于CFD方法的直升机旋翼桨—干扰气动和噪声特性研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 卢春玲;复杂超高层及大跨度屋盖建筑结构风效应的数值风洞研究[D];湖南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩忠华;直升机旋翼气动噪声预测方法研究[D];西北工业大学;2003年
2 彭延辉;直升机旋翼桨—涡干扰气动噪声的研究[D];南京航空航天大学;2004年
3 伍文华;电子设备气动噪声降噪设计方法研究[D];电子科技大学;2013年
4 肖军生;高速轿车外流场气动噪声研究[D];吉林大学;2006年
5 姚建朋;中型客车空调气动噪声计算分析与控制[D];吉林大学;2012年
6 张瑜;贯流风机内流及气动噪声分析[D];华中科技大学;2007年
7 张丽丽;高速轿车气动噪声的数值模拟研究[D];吉林大学;2006年
8 杨南奇;串列双圆柱绕流噪声数值模拟与实验研究[D];重庆大学;2009年
9 刘海光;车用涡轮增压器气动声学计算及分析研究[D];北京理工大学;2008年
10 冉苗苗;多翼离心风机的CFD分析及噪声预测[D];华中科技大学;2007年
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