[實用新型]閉口風(fēng)洞聲學(xué)試驗用噪聲源定位陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420559610.0
• 申請日: 2014-09-20
• 公開（公告）號: CN204044353U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜濤;邵天雙;陳寶;李元首;張雪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)空氣動力研究院
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22;G01H11/06;G01M9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航空聲學(xué)測量技術(shù)，具體涉及一種閉口風(fēng)洞聲學(xué)試驗用噪聲源定位陣列。

背景技術(shù)

航空聲學(xué)相位陣列為航空聲學(xué)的研究和發(fā)展增添了強(qiáng)有力的測量能力。數(shù)十年間相位陣列已在電磁波、地震波和聲波傳播的測量領(lǐng)域得到應(yīng)用。近年來隨著要了解和控制飛機(jī)噪聲的要求逐步增加，很多航空聲學(xué)試驗設(shè)施中已經(jīng)運用了相位陣列技術(shù)，例如波音低速航空聲學(xué)風(fēng)洞(Boeing?Low?Speed?Aeroacoustie?Facility)，德國-荷蘭的大型低速風(fēng)洞設(shè)施(German-Dutch?Wind?Tunnel?Large?Low-Speed?Facility)。這些航空聲學(xué)設(shè)施大多都是為進(jìn)行聲學(xué)試驗而設(shè)計的開口式風(fēng)洞。具有封閉實壁的低速閉口風(fēng)洞環(huán)境式根據(jù)空氣動力試驗的思想設(shè)計的，具有混響特性，在此環(huán)境下進(jìn)行聲學(xué)試驗幾乎是不可能的。為了在傳統(tǒng)上只能進(jìn)行空氣動力試驗的環(huán)境中同時進(jìn)行空氣動力學(xué)和聲學(xué)試驗，相陣陣列技術(shù)為此提供了可能。見Thomas?J.Mueller專著《Aeroacoustis?Measurements》，Springer，2001。在航空聲學(xué)測量中，如風(fēng)洞試驗段為閉口試驗段時，傳聲器通常是暴露于氣流中與洞壁平齊安裝的，因此傳聲器探測到的結(jié)果不僅僅是聲壓擾動，同時還包含由湍流邊界層引起的流體壓力脈動。同時，航空聲學(xué)試驗多數(shù)是縮比模型，根據(jù)聲學(xué)相似理論，在實際測量中需要測量很寬的頻率范圍，并且對陣列的動態(tài)范圍也有要求。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實用新型公開一種閉口風(fēng)洞聲學(xué)試驗用噪聲源定位陣列。

本實用新型所采用的技術(shù)如下：

一種閉口風(fēng)洞聲學(xué)試驗用噪聲源定位陣列，包括主框架、多個傳聲器安裝座、多個傳聲器和面板，主框架為矩形，主框架的平面向風(fēng)洞試驗段壁內(nèi)側(cè)凹陷，凹陷部位覆蓋張緊的纖維布從而形成面板，多個傳聲器安裝座固定安裝在面板上，傳聲器固定安裝在傳聲器安裝座上，傳聲器安裝座與傳聲器絕緣，多個傳聲器組成傳聲器陣列；纖維布張緊后與風(fēng)洞試驗段內(nèi)壁齊平。

本實用新型還具有如下技術(shù)特征：

1、如上所述的傳聲器陣列為多臂螺旋線陣列。

2、如上所述的分別用4個直角壓片將纖維布壓緊在主框架上。

本實用新型的優(yōu)點主要有以下幾點：

1、采用符合最優(yōu)陣列設(shè)計準(zhǔn)則的螺旋線形陣列，在1kHz-40kHz頻率范圍內(nèi)具有12dB的動態(tài)范圍，有效抑制旁瓣級，避免空間混淆；

2、使閉口風(fēng)洞進(jìn)行噪聲源定位試驗成為可能；

3、傳聲器陣列可靠性高，可重復(fù)使用，對傳聲器等敏感貴重器件有效保護(hù)。

附圖說明

圖1為多臂螺旋陣列110陣元圖；

圖2為傳聲器裝配圖；

圖3為主框架裝配圖；

圖4為主框架側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；

圖5為面板結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例公開一種閉口風(fēng)洞聲學(xué)試驗用110陣元的多臂螺旋噪聲源定位陣列，在1kHz到40kHz的頻率寬度上獲得12dB的陣列動態(tài)范圍，同時滿足閉口風(fēng)洞試驗的特殊需求。技術(shù)方案：

(1)陣列板設(shè)計

為了滿足在閉口風(fēng)洞中的特殊應(yīng)用，對陣列板進(jìn)行了有針對性的設(shè)計。

(1.1)陣列板強(qiáng)度的要求

在閉口風(fēng)洞試驗段中要用帶有傳聲器的陣列板替換一塊或幾塊風(fēng)洞壁板，必須使陣列板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合風(fēng)洞設(shè)計規(guī)范要求。為了便于陣列板的拆卸、安裝，現(xiàn)選用材質(zhì)輕而強(qiáng)度較高的鋁板。

(1.2)傳聲器安裝的要求

傳聲器安裝是陣列板設(shè)計及構(gòu)成的最重要問題，對于成百的傳聲器來說，需要經(jīng)常檢查，因此要求傳聲器易拆卸。為了減少損壞風(fēng)險，最好是在風(fēng)洞中安裝完陣列板后再安裝傳聲器。為了降低傳聲器上的流動噪聲，必須要盡可能齊平的安裝傳聲器。要避免形成坑穴或突起從而形成渦，產(chǎn)生不連續(xù)的音調(diào)噪聲。

要注意保證傳聲器和支撐結(jié)構(gòu)間以及各傳聲器之間的電氣絕緣，選用了塑料絕緣材料來固定傳聲器，再把它固定在陣列板中。如圖2所示。

(1.3)氣流對聲學(xué)測量的影響

在閉口風(fēng)洞中，由于傳聲器陣列要安置在洞壁上，會受到氣流的影響，為了盡可能地減弱其影響，在陣列表面貼附纖維布，纖維布拉緊之后與試驗段內(nèi)壁齊平。為了安裝與拆卸的方便，把纖維布設(shè)計成類似于“紗窗”形式，采用鋁質(zhì)材料制作框架，纖維布在框架上拉緊齊平。

實施例2

一種閉口風(fēng)洞聲學(xué)試驗用噪聲源定位陣列，包括主框架5、110個傳聲器安裝座3、110個傳聲器1和面板4，主框架5為矩形，主框架5的平面向風(fēng)洞試驗段壁內(nèi)側(cè)凹陷，凹陷部位覆蓋張緊的纖維布形成面板4，傳聲器安裝座3固定安裝在面板4上，傳聲器1通過螺母2固定安裝在傳聲器安裝座3上，多個傳聲器1組成傳聲器陣列。主框架5安裝完面板4后與洞體內(nèi)壁齊平，內(nèi)外壓差可以忽略不計，因此主框架5所承受的載荷較小，主要是自身的重力載荷，由于主框架需要現(xiàn)場安裝，并且尺寸較大，為降低重量采用鋁板及鋁型材拼接。纖維布張緊后與試驗段內(nèi)壁齊平，因此設(shè)計將纖維布張緊的框架，將纖維布張緊在單獨可拆卸的框架上形成一個面板，在安裝陣列架主框架時先不安裝面板，以防止操作過程中將面板上的纖維布破壞，安裝完陣列架主框架后，將面板安裝上。面板的結(jié)構(gòu)如圖5所示，采用直口型結(jié)構(gòu)，利用4個壓片將纖維布壓緊在矩形的主框架5上，框架上有直口，防止纖維布變松。如圖3所示，傳聲器1通過傳聲器安裝座3安裝在主框架5的面板4上，組成傳聲器陣列，傳聲器1在面板4上的位置坐標(biāo)見圖1所示。如圖2所示，傳聲器1安裝高度可調(diào)，并且傳聲器安裝座3具有絕緣性，因此安裝座材料選用尼龍，同時具有質(zhì)量輕的優(yōu)勢。傳聲器安裝座3底部采用直口形式與面板4連接，可以保證較好的位置精度，傳聲器的夾緊通過螺母的旋轉(zhuǎn)使安裝座的中心孔變小的方式實現(xiàn)，該方式可以很方便的將傳聲器固定在陣列架平板上，并且可以快速實現(xiàn)傳聲器高度的調(diào)整。