一种用于空腔结构降噪的自吸式引气方法技术

本发明专利技术属于噪声控制领域，本发明专利技术公开一种用于空腔结构降噪的自吸式引气方法，该方法通过引气管连通空腔结构不同区域，利用空腔结构不同区域间的压差使气流及声波在引气管中自动流通，均衡空腔结构内的压力分布，改变空腔结构内的振荡回路，抑制空腔结构内强声驻波模态的强度，此外将气流引至空腔结构低压区域形成的射流还会改变空腔结构腔内的流动状态。本发明专利技术能够改善空腔结构内的流动形态，有效降低空腔结构在气流作用下产生的噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种用于空腔结构降噪的自吸式引气方法
本专利技术属于噪声控制领域，具体涉及一种用于空腔结构降噪的自吸式引气方法。
技术介绍
空腔结构是工程实际上常遇到的结构形式，如飞行器的起落架舱、武器舱、汽车天窗、高速列车车厢连接处、汽车的门缝等，在满足一定条件下，流体流过空腔结构，由于空腔剪切层流动与空腔内的流动相互作用，将会出现强烈的自持振荡现象，产生剧烈的压力、速度等脉动，并伴有强烈的噪声向外辐射。为有效的改变空腔结构周围流体的流动状态，抑制剧烈的空腔噪声，国内外开展了针对空腔结构的多种主被动控制方法研究。针对空腔结构周围流体的流动及噪声控制的方法主要分为主动控制方法(如前缘等离子激励、前缘高频强迫力及前缘质量注入等方法)与被动控制方法(如前缘扰流板、涡流发生器及后缘斜坡等方法)。但，现有主动控制方法往往需要附加机械作动机构、增加外激励电压及引气系统等，使得空腔结构附近结构更为复杂，增加空腔结构自身重量；现有被动控制方法由于在空腔前缘加入了扰流结构，会改变空腔结构气动性能，往往难以得到实际工程应用。
技术实现思路
本专利技术的目的：为了抑制空腔结构在流体作用下产生的剧烈噪声及不稳定的流体流动的问题。本专利技术提出了一种构型简单、降噪效果较好的用于空腔结构的流动及噪声控制方法。本专利技术提供的技术方案：提供一种用于空腔结构降噪的自吸式引气方法，空腔结构包括前缘、一侧开口的腔体和后缘，腔体包括前壁、底板和后壁，该方法包括，所述前缘、前壁和后壁中的任意两个通过至少一个连接通道连通。进一步地，所述连接通道为引气管，所述前缘开设有引气孔；引气管的一端与引气孔连通，另一端穿过腔体的前壁与腔体连通。进一步地，所述连接通道为引气管，所述前缘开设有引气孔；引气管的一端与引气孔连通，另一端穿过腔体的后壁与腔体连通。进一步地，所述连接通道为引气管，引气管的一端穿过腔体的前壁与腔体连通，另一端穿过腔体的后壁与腔体连通。进一步地，所述引气管为管状引气管。进一步地，所述引气管垂直长度方向的截面为矩形。进一步地，所述引气管垂直长度方向的截面也可以为其它形状。进一步地，所述前壁靠近前缘的侧面开设有槽体；所述槽体的一端与前缘连通，另一端与腔体连通。进一步地，所述前壁的槽体内嵌有引气管；引气管的一端与前缘连通，另一端与腔体连通。本专利技术的技术效果：在现有技术条件和试验条件下，采用本专利技术这种结构简单的方法能够起到很好的流体流动控制与空腔噪声抑制作用。该方法无需引入复杂机械结构，对空腔结构的气动性能与结构形式影响较小。在实际应用中，根据流过空腔结构流体的流速及空腔结构的几何参数确定引气管的连接位置及引气管的几何参数。本专利技术，利用空腔结构不同区域间的压差使气流及声波在引气管中自动流通，均衡空腔结构内的压力分布，改变空腔结构内的振荡回路，抑制空腔结构内强声驻波模态的强度，此外将气流引至空腔结构低压区域形成的射流还会改变空腔结构腔内的流动状态；能够改善空腔结构内的流动形态，有效降低空腔结构在气流作用下产生的噪声。该方法具有结构简单、可靠性较好、可替换性强等优点。适用性较好，易于推广应用，具有较大的工程应用及军事价值。附图说明图1为空腔结构的前缘与腔体前壁连通的结构示意图；图2为空腔结构的前缘与腔体后壁连通的结构示意图；图3为腔体前壁与腔体后壁连通的结构示意图；图4为圆管型引气管结构示意图；图5为矩形型引气管结构示意图；图6为本专利技术的工作原理示意图。具体实施方式本专利技术的专利技术构思：空腔结构在外部高速流体的作用下，空腔结构腔体内部流体流动会变得极为复杂，伴随有强烈的空腔噪声。本专利技术提出的一种自吸式引气方法用于改变空腔结构腔体内部的流体流动状态，抑制空腔结构强烈的空腔噪声。该方法主要通过引气管将空腔结构不同区域连通，利用空腔结构不同区域间的流体压差使得空腔内的流体在引气管中流通，不同压力区域的连通能够均衡空腔结构内的压力分布，引气管的引入能够改变空腔结构腔内流体运动的振荡回路，抑制空腔结构内强声驻波模态的强度。此外，流体由空腔结构的高压区引至低压区会在引气管出口处形成射流，射流会改变射流出口低压区域流体的流动状态。其中，流体流动方向从空腔结构的前缘向后缘方向流动，腔体后壁处的流体压强大于腔体前壁处的压强。因此，本专利技术可以有效改变空腔结构在高速流体作用下的流体流动形态并抑制空腔噪声。本专利技术提出的引气管并不特指管状导管，为广义的定义，既包括在空腔结构周边外加的管状结构，或其它形状结构，也包含在空腔结构腔体结构设计中预留的通气结构。实施例1具体地，本实施例，提供用于空腔结构降噪的自吸式引气方法，如图1、图2和图3所示，图1为空腔结构前缘与腔体前壁连通的结构示意图、图2为空腔结构前缘与腔体后壁连通的结构示意图、图3为腔体前壁与腔体后壁连通的结构示意图，空腔结构1包括前缘10、一侧开口的腔体30和后缘20，腔体30包括前壁31、底板和后壁32。图6为用于空腔结构降噪的自吸式引气方法(以前缘与后壁连通为例说明)的工作原理示意图。图1为本实施例的优先实施方式之一。该实施方式中，空腔结构的前缘10开设有排气孔；引气管11的一端与排气孔连通，另一端穿过腔体的前壁31与腔体30连通。该实施方式通过将空腔结构前缘与空腔前壁导通，实现空腔前缘流过流体与腔内前中部流体的相互作用，改变了腔内的流动形式，平衡了腔体内外的压力差异，有效降低了空腔腔体内前中部的噪声量级。图2为本实施例的另一优先实施方式之一。该实施方式中，空腔结构的前缘10开设有排气孔；引气管12的一端与排气孔连通，另一端穿过腔体的后壁32与腔体30连通。结合图2和图6所示，流体流动方向如图中箭头所示，该实施方式通过将空腔结构前缘与空腔后壁导通，实现空腔前缘流过流体与腔内后部流体的相互作用，能够有效抑制空腔结构腔体内的强声驻波模态的强度，改变腔内的振荡回路，均衡腔内的压力分布；此外将流体引至空腔结构前缘会对外部来流产生影响，形成射流，抬升前缘出流体的高度，减弱流体对空腔后壁的冲击作用，减弱空腔结构后部区域的噪声量级。图3为本实施例的另一优先实施方式之一。该实施方式中，引气管13的一端穿过腔体的前壁31与腔体30连通，另一端穿过腔体的后壁32与腔体30连通。该实施方式通过将空腔腔体前壁与空腔后壁导通，实现空腔腔体前中部流体与腔内后部流体的相互作用，腔内后壁处脉动压力较大的流体可以通过引气管实现前后流体的相互作用，改变腔体内原有流体由后壁处反向流回前中部的单一方式，引出的气流在前壁处形成射流，空腔前中部的噪声水平略有提升，但显著降低了空腔后部的噪声量级，降噪效果较为明显。在实际使用本专利技术所提方法时，需要根据流过空腔结构流体的流速与空腔结构几何尺寸的关系选择不同形式的连接方式，以达到流体流动控制及噪声抑制效果。进一步地，本实施例的导气管为管状结构，如图4所示，图4为圆管型引气管结构示意图。或者，本实施例的导气管的垂直长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于空腔结构降噪的自吸式引气方法，空腔结构包括前缘、一侧开口的腔体和后缘，腔体包括前壁、底板和后壁，气流由腔体开口一侧从空腔结构的前缘向后缘方向流动，其特征在于，将所述前缘、前壁和后壁中的任意两个通过至少一个连接通道连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于空腔结构降噪的自吸式引气方法，空腔结构包括前缘、一侧开口的腔体和后缘，腔体包括前壁、底板和后壁，气流由腔体开口一侧从空腔结构的前缘向后缘方向流动，其特征在于，将所述前缘、前壁和后壁中的任意两个通过至少一个连接通道连通。


2.根据权利要求1所述的自吸式引气方法，其特征在于，所述连接通道为引气管，所述前缘开设有排气孔；引气管的一端与排气孔连通，另一端穿过腔体的前壁与腔体连通。


3.根据权利要求1所述的自吸式引气方法，其特征在于，所述连接通道为引气管，所述前缘开设有排气孔；引气管的一端与排气孔连通，另一端穿过腔体的后壁与腔体连通。


4.根据权利要求1所述的自吸式引...

【专利技术属性】
技术研发人员：延浩，刘兴强，黄文超，潘凯，燕群，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61