具有抑制低频颤振和调压作用的风洞驻室结构制造技术

本发明专利技术公开了一种具有抑制低频颤振和调压作用的风洞驻室结构，包括驻室和位于驻室内的喷口，所述喷口上方的驻室壁面上设有与外界大气相通的通风孔。本发明专利技术将开口回流式低速风洞传统的调压方法与减振方法进行综合考虑，找到了能够同时满足调压和减振两种目的的方法－在喷口上方驻室壁面开设通风孔，从而减少了风洞结构开缝（孔）的位置，同时有效抑制了某些特殊频段低频颤振的幅值，进而改善声学环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风洞，特别是涉及一种开口回流式低速风洞的驻室结构。
技术介绍
高速公路、高速轨道交通发展速度日新月异，除汽车之外，其它高速轨道交通工具(如高速列车、磁悬浮列车等)也不断涌现。这样，设计空气动力特性良好的轻量化轿车和高速轨道交通机车车辆，提高高速交通工具的空气动力稳定性，改善它们的动力性和经济性以及驾驶室的内流特性，提高发动机、制动系统的效能，降低空气动力噪声成为这类汽车和高速轨道交通工具的重点研究开发内容。汽车整车风洞试验设备在这些研究工作中起到不可替代的作用。但汽车风洞设计和建设中仍然存在许多技术难点，其中，低频颤振问题直接影响到测试段的气流品质，影响试验件的气动和声学(在声学风洞中)性能测量，使风洞的实验能力受到限制，历来是开口回流式风洞研究领域的世界难题，迄今为止还没有有效的解决方法。上世纪70年代以来，人们逐渐认识到汽车风洞中普遍存在着低频颤振现象，即在全尺寸风洞中，声压频谱中低于20Hz的频段内会出现几个明显的共振峰值，而且这些峰值出现的频率和风速相关，最高峰值出现的风速也是不可预测的，其峰值的大小更是难以预测，因而如何降低低频颤振幅值的研究在汽车风洞的设计过程中也逐渐成为必需的科研攻关项目之一。国外的风洞建设经验表明，如果不能有效抑制低频颤振现象，不仅会给相关的风洞实验带来严重的影响，甚至有可能破坏风洞本身的结构。由于人们对产生这样的颤振机理不是很明确，因而出现了各式各样的控制方法，然而不同的控制方法对于不同的风洞来讲效果也不尽相同，同时也各有其优缺点，但普遍存在的问题有以下几种1)抑制低频颤振幅值的同时引起了高频段噪声的增加；2)改善声学场的同时引起了流场轴向压力分布不均匀，导致流场品质和风洞效率的降低。所以，目前还需要不断试验开发新型控制装置来抑制低频颤振幅值，同时还要尽可能避免或减少上述负面影响，这样才能在汽车风洞中获得良好的实验环境。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种改进的风洞驻室结构，能够有效地抑制风洞中存在的低频颤振现象，同时也能起到驻室调压的作用。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种具有抑制低频颤振和调压作用的风洞驻室结构，包括驻室和位于驻室内的喷口，所述喷口上方的驻室壁面上设有与外界大气相通的通风孔。优选地，所述通风孔有两个，对称地位于驻室垂直中轴面的两侧。优选地，所述通风孔的面积可调。本专利技术的有益效果本专利技术将开口回流式低速风洞传统的调压方法与减振方法进行综合考虑，找到了能够同时满足调压和减振两种目的的方法—在喷口上方驻室壁面开设通风孔，从而减少了风洞结构开缝(孔)的位置，同时有效抑制了某些特殊频段低频颤振的幅值，进而改善流场和声学环境。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术的结构示意图。图2为原有结构(喷口上方未开孔)不同风速下压力脉动系数的变化图。图3为采用本专利技术的结构时的压力脉动系数图。图4为采用本专利技术的结构时的另一压力脉动系数图。具体实施例方式如图1所示，喷口3位于驻室2内，喷口3上方的驻室壁面上设有两个通风孔1，通风孔1与外界的大气相连通。这两个通风孔1对称地布置于喷口上方壁面的驻室2垂直中轴面的两侧。同时通风孔1的大小可以调节，也可以采用其它多种形式，如百叶窗、外接管道等。调节通风孔面积的方式可以采用任一种现有的调节方式，如采用可以滑动的盖板，可以转动的挡板或可以更换的孔板等。本专利技术的风洞驻室结构在抑制低频颤振，改善驻室声学环境方面具有良好的效果。使用本专利技术对于低频颤振幅值产生不同的抑制效果，可以通过计算压力脉动系数Cp，peak来衡量降噪效果，计算方法如下 Cp,peak=p~maxpdyn=10(Lp,peak20+lgp0)pdyn]]>Cp，peak——某一频率段下峰值处压力脉动系数； ——最大脉动压力值；pdyn——测点动压；p0——参考压力(20μPa)Lp，peak——某一频率段下峰值处声压级。通过实验的方法可以验证本专利技术的结构对低频颤振的抑制效果。分别采用原有的结构和本专利技术的结构，首先将本专利技术的通风孔面积限制为50％，来测量计算驻室内不同风速下的压力脉动系数，得到图2和图3，图中三条不同的曲线对应不同的频率段。对比图2、图3可以看出，采用本专利技术的结构后，在第一个频率段的压力脉动系数有所下降，起到了抑制低频颤振现象的作用。从图中也能看出对于第三个频率段的压力脉动系数，该方法起到了负作用，这是由于第三个频率段的激励因素区别于第一个频率段，只能用其他的方法来抑制低频颤振。再将两个通风孔100％打开进行实验，得到图4所示的压力脉动系数图。对比图2、图4可以看出，在第一个频率段的压力脉动系数下降了30％，起到了抑制低频颤振的作用。可见开孔面积的增加将有利于抑制低频颤振的产生。在传统的开口回流式低速风洞中，为了使试验段的静压等于风洞外的环境压力，通常在试验段出口附近设计一个压力平衡缝(孔)，这个缝(孔)仅仅能起到调节试验段压力的目的，若要抑制该类风洞的低频颤振现象，则需要在试验段出口处另外增加减振环或者减振孔。而本专利技术在喷口上方的驻室壁面上开通风孔，则兼顾了调压和抑制低频颤振的作用。从实验的结果来看，本专利技术取得了很好的效果，驻室中轴线处标准测点的低频颤振幅值最大降幅可达30％，这将有利于风洞中进行空气动力学及噪声分析实验，从而取得可信的实验数据。权利要求1.一种具有抑制低频颤振和调压作用的风洞驻室结构，包括驻室和位于驻室内的喷口，其特征是所述喷口上方的驻室壁面上设有与外界大气相通的通风孔。2.根据权利要求1所述的具有抑制低频颤振和调压作用的风洞驻室结构，其特征是所述通风孔有两个，对称地位于驻室垂直中轴面的两侧。3.根据权利要求1或2所述的具有抑制低频颤振和调压作用的风洞驻室结构，其特征是所述通风孔的面积可调。全文摘要本专利技术公开了一种具有抑制低频颤振和调压作用的风洞驻室结构，包括驻室和位于驻室内的喷口，所述喷口上方的驻室壁面上设有与外界大气相通的通风孔。本专利技术将开口回流式低速风洞传统的调压方法与减振方法进行综合考虑，找到了能够同时满足调压和减振两种目的的方法－在喷口上方驻室壁面开设通风孔，从而减少了风洞结构开缝(孔)的位置，同时有效抑制了某些特殊频段低频颤振的幅值，进而改善声学环境。文档编号G01M9/04GK101067585SQ20071009386公开日2007年11月7日 申请日期2007年6月14日 优先权日2007年6月14日专利技术者万钢, 杨志刚, 王毅刚, 郑志强 申请人:同济大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抑制低频颤振和调压作用的风洞驻室结构，包括驻室和位于驻室内的喷口，其特征是：所述喷口上方的驻室壁面上设有与外界大气相通的通风孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万钢，杨志刚，王毅刚，郑志强，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]