一种基于猫头鹰静音飞行特点来控制空腔风振噪声的结构制造技术

本发明专利技术公开一种基于猫头鹰静音飞行特点来控制空腔风振噪声的结构，所述控制空腔风振噪声的结构布置在汽车天窗的前缘或者汽车侧窗的B柱上；所述控制空腔风振噪声的结构包括凹面结构；所述凹面结构包括表面脊状结构、流向结构和领边曲线结构；本发明专利技术通过在空腔开口上游位置布置一种基于猫头鹰静音飞行特点来抑制空腔风振噪声的新型结构，降低了开口前缘处的展向压力相关性，使后缘位置的边界层沿展向波动，并增厚了后缘处的边界层厚度，使其腔内的低频风振噪声和开口处的风噪得到有效抑制，优化了用户体验。优化了用户体验。优化了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于猫头鹰静音飞行特点来控制空腔风振噪声的结构


[0001]本专利技术涉及风振噪声控制
，具体是一种基于猫头鹰静音飞行特点来控制空腔风振噪声的结构。

技术介绍

[0002]气流流过空腔时会诱发腔内高强度的风振噪声，其声压级普遍超过120dB，这不仅可以引起机械结构的疲劳破坏，也会造成乘员舱内乘客严重的不适。因此，如何有效控制这种风振噪声，在航空、高铁、汽车等领域中已成为一个基本问题。
[0003]为抑制风振噪声所带来的恶劣影响，目前采用的措施主要有两种，即主动控制和被动控制。对于主动控制，主要以开环控制的研究较多，如主动射流，主动导流板等等。虽然这些主动方案能有效的抑制风振噪声，但是受限于作用器的控制带宽和能源等问题，目前很少发现这些方案的实际应用。目前，普遍使用的方法还是被动控制，包括导流板，空腔内添加子腔，改变前后缘的形状等等。虽然许多研究表明，通过破坏风振噪声的形成机理能抑制风振噪声的声压幅值，但是其作用范围是有限的。因此，目前仍有巨大的困难在找到一种高效、实用的方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于猫头鹰静音飞行特点来控制空腔风振噪声的结构，所述控制空腔风振噪声的结构布置在汽车天窗的前缘或汽车侧窗的B柱上；
[0005]所述控制空腔风振噪声的结构包括凹面结构；
[0006]所述凹面结构包括表面脊状结构、流向结构和领边曲线结构；
[0007]所述流向结构为下凹结构，设置在空腔开口前缘上游位置；
[0008]所述流向结构的截面为NACA0012翼型吸力面；
[0009]所述领边曲线结构为正弦形状的曲线结构；
[0010]所述领边曲线结构设置在流向结构与空腔盖板的交界面上，且与空腔开口前缘接触，使流向结构的表面在展向上波动，从而在流向结构的表面形成脊状结构。
[0011]进一步，所述流向结构的展向长度与汽车天窗开口的长度相等。
[0012]进一步，所述流向结构顺气流方向的宽度与空腔开口的宽度相等。
[0013]进一步，所述凹面结构的迎风边、顺气流的侧边为直线。
[0014]进一步，所述领边曲线结构呈正弦波动，波长范围为[0.12c，0.30c]；c为空腔的开口宽度。
[0015]进一步，领边曲线与流向结构迎风边的距离c
s
如下所示：
[0016][0017]式中，z是凹面结构上的展向坐标；λ是领边曲线结构(1)的波长；a为余弦函数的幅值。
0.030.02840.40.0580 0.040.03230.4250.0569 0.050.03550.450.0558 0.060.03830.4750.0544 0.080.04300.50.0529 0.100.04690.550.0495 0.120.04990.60.0456 0.140.05240.650.0413 0.160.05440.70.0366 0.180.05600.750.0315 0.200.05740.80.0262 0.2250.05860.850.0205 0.250.05940.90.0145 0.2750.05990.950.0080 0.30.06001.000.0013
[0039]所述领边曲线结构1为正弦形状的曲线结构；
[0040]所述领边曲线结构1设置在流向结构与空腔盖板的交界面上，且与空腔开口前缘接触，使流向结构的表面在展向上波动，从而在流向结构的表面形成表面脊状结构2。
[0041]所述流向结构的展向长度与汽车天窗开口的长度相等。
[0042]所述流向结构顺气流方向的宽度与空腔开口的宽度相等。
[0043]所述凹面结构的迎风边、顺气流的侧边为直线。
[0044]所述领边曲线结构1呈正弦波动，波长范围为[0.12c，0.30c]；c为空腔的开口宽度。
[0045]领边曲线与流向结构迎风边的距离c
s
如下所示：
[0046][0047]式中，z是凹面结构上的展向坐标，具体的，z为0mm到240mm(240mm为凹面结构展向上的展向长度，也为空腔开口的长度)，z的起点就是领边曲线的起点，即凹面结构与盖板的侧交界线端点；λ是领边曲线结构1的波长；a是余弦函数的幅值，即表示领边曲线的振幅。在这个案例中，a＝0.06c(c为空腔开口的宽度)
[0048]所述凹面结构在空腔开口处形成涡旋，该涡旋在展向上不连续。
[0049]实施例2：
[0050]一种基于猫头鹰静音飞行特点来抑制空腔风振噪声的新型结构，包括：凹坑，设置在在空腔开口前缘的上游位置；
[0051]凹坑具有：
[0052]正弦形状的领边曲线，位于所述凹坑与空腔盖板的交界面上，紧挨空腔开口前缘位置；
[0053]表面脊状结构，位于所述凹坑的表面上。
[0054]所述凹坑的每个流向截面的轮廓均符合NACA0012翼型吸力面的截面参数，所述凹
坑的展向长度与空腔开口长度相等，在顺气流方向上，所述凹坑的宽度与空腔开口宽度相等，所述凹坑的迎风边为直线，顺气流的两侧边也为直线，靠近空腔开口的前缘位置，为所述的正弦形状的领边曲线；
[0055]所述正弦形状的领边曲线为正弦曲线，满足公式(1)，紧挨着开口的前缘位置。所述正弦曲线的波长建议在0.12c到0.30c之间，所述正弦曲线的幅值为0.06c。所述正弦形状的领边曲线与所述凹坑的迎风边的距离为所述凹坑的弦长，所述弦长在展向上的长度是连续变化的，满足公式(1)，这也导致所述凹坑内的表面形成所述表面脊状结构；
[0056][0057]式中，c
s
是所述凹坑截面的弦长，c是所述凹坑截面的平均弦长，与空腔的开口宽度相等，z是展向位置，坐标原点如图(a)所示，λ是所述正弦形状的领边曲线的波长，在这个专利技术中，可为任意值，但在这个案例中最优的范围在12mm与30mm之间。
[0058]所述表面脊状结构是由于所述凹坑的弦长根据所述正弦形状的领边曲线在展向上变化，而且所述凹坑的截面形状需要满足NACA0012翼型吸力面的截面参数的要求，这就导致所述凹坑表面在展向上上下波动，形成所述表面脊状结构。
[0059]实施例3：
[0060]一种基于猫头鹰静音飞行特点来抑制空腔风振噪声的结构，包括：凹坑，设置在空腔开口的上游位置；凹坑具有表面脊状结构、图3所示的流向截面形状和图4所示的正弦形状的领边曲线。
[0061]上述技术方案，通过在图1所示的一般空腔的开口上游位置设置凹坑形状的仿生结构，从而降低了开口前缘处的展向压力相关性，使后缘位置的边界层沿展向波动，并增厚了后缘处的边界层厚度，使其腔内的低频风振噪声和开口处的风噪得到有效抑制，优化了用户体验。
[0062]本专利技术的仿生结构是基于谷仓猫头的翅膀的三个主要特征提出的，即(1)带有能梳理气流的锯齿状领边；(2)羽翼表面有细长的绒毛；(3)带有流苏状羽毛的后缘。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于猫头鹰静音飞行特点来控制空腔风振噪声的结构，其特征在于：所述控制空腔风振噪声的结构布置在汽车天窗的前缘或汽车侧窗的B柱上；所述控制空腔风振噪声的结构包括所述凹面结构。所述凹面结构包括表面脊状结构(2)、流向结构和领边曲线结构(1)；所述流向结构为下凹结构，设置在空腔开口前缘上游位置；所述流向结构的截面为NACA0012翼型吸力面；所述领边曲线结构(1)为正弦形状的曲线结构；所述领边曲线结构(1)设置在流向结构与空腔盖板的交界面上，且与空腔开口前缘接触，使流向结构的表面在展向上波动，从而在流向结构的表面形成表面脊状结构(2)。2.根据权利要求1所述的一种基于猫头鹰静音飞行特点来控制空腔风振噪声的结构，其特征在于：所述流向结构的展向长度与汽车天窗开口的长度相等。3.根据权利要求1所述的一种基于猫头鹰静音飞行特点来控制空腔风振噪声的结构，其特征在于：所述流...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹斯诗，张志飞，贺岩松，林伟雄，张全周，
申请(专利权)人：东风柳州汽车有限公司中国汽车工程研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：