[發(fā)明專利]一種基于貓頭鷹靜音飛行特點(diǎn)來控制空腔風(fēng)振噪聲的結(jié)構(gòu)

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• 申請日: 2022-12-31
• 公開（公告）號: CN115862578A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹斯詩;張志飛;賀巖松;林偉雄;張全周
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué);東風(fēng)柳州汽車有限公司;中國汽車工程研究院股份有限公司
• 主分類號: G10K11/16
• 分類號: G10K11/16;G10K11/36
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 左倩

本發(fā)明公開一種基于貓頭鷹靜音飛行特點(diǎn)來控制空腔風(fēng)振噪聲的結(jié)構(gòu)，所述控制空腔風(fēng)振噪聲的結(jié)構(gòu)布置在汽車天窗的前緣或者汽車側(cè)窗的B柱上；所述控制空腔風(fēng)振噪聲的結(jié)構(gòu)包括凹面結(jié)構(gòu)；所述凹面結(jié)構(gòu)包括表面脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、流向結(jié)構(gòu)和領(lǐng)邊曲線結(jié)構(gòu)；本發(fā)明通過在空腔開口上游位置布置一種基于貓頭鷹靜音飛行特點(diǎn)來抑制空腔風(fēng)振噪聲的新型結(jié)構(gòu)，降低了開口前緣處的展向壓力相關(guān)性，使后緣位置的邊界層沿展向波動，并增厚了后緣處的邊界層厚度，使其腔內(nèi)的低頻風(fēng)振噪聲和開口處的風(fēng)噪得到有效抑制，優(yōu)化了用戶體驗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)振噪聲控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于貓頭鷹靜音飛行特點(diǎn)來控制空腔風(fēng)振噪聲的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

氣流流過空腔時會誘發(fā)腔內(nèi)高強(qiáng)度的風(fēng)振噪聲，其聲壓級普遍超過120dB，這不僅可以引起機(jī)械結(jié)構(gòu)的疲勞破壞，也會造成乘員艙內(nèi)乘客嚴(yán)重的不適。因此，如何有效控制這種風(fēng)振噪聲，在航空、高鐵、汽車等領(lǐng)域中已成為一個基本問題。

為抑制風(fēng)振噪聲所帶來的惡劣影響，目前采用的措施主要有兩種，即主動控制和被動控制。對于主動控制，主要以開環(huán)控制的研究較多，如主動射流，主動導(dǎo)流板等等。雖然這些主動方案能有效的抑制風(fēng)振噪聲，但是受限于作用器的控制帶寬和能源等問題，目前很少發(fā)現(xiàn)這些方案的實際應(yīng)用。目前，普遍使用的方法還是被動控制，包括導(dǎo)流板，空腔內(nèi)添加子腔，改變前后緣的形狀等等。雖然許多研究表明，通過破壞風(fēng)振噪聲的形成機(jī)理能抑制風(fēng)振噪聲的聲壓幅值，但是其作用范圍是有限的。因此，目前仍有巨大的困難在找到一種高效、實用的方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于貓頭鷹靜音飛行特點(diǎn)來控制空腔風(fēng)振噪聲的結(jié)構(gòu)，所述控制空腔風(fēng)振噪聲的結(jié)構(gòu)布置在汽車天窗的前緣或汽車側(cè)窗的B柱上；

所述控制空腔風(fēng)振噪聲的結(jié)構(gòu)包括凹面結(jié)構(gòu)；

所述凹面結(jié)構(gòu)包括表面脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、流向結(jié)構(gòu)和領(lǐng)邊曲線結(jié)構(gòu)；

所述流向結(jié)構(gòu)為下凹結(jié)構(gòu)，設(shè)置在空腔開口前緣上游位置；

所述流向結(jié)構(gòu)的截面為NACA0012翼型吸力面；

所述領(lǐng)邊曲線結(jié)構(gòu)為正弦形狀的曲線結(jié)構(gòu)；

所述領(lǐng)邊曲線結(jié)構(gòu)設(shè)置在流向結(jié)構(gòu)與空腔蓋板的交界面上，且與空腔開口前緣接觸，使流向結(jié)構(gòu)的表面在展向上波動，從而在流向結(jié)構(gòu)的表面形成脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述流向結(jié)構(gòu)的展向長度與汽車天窗開口的長度相等。

進(jìn)一步，所述流向結(jié)構(gòu)順氣流方向的寬度與空腔開口的寬度相等。

進(jìn)一步，所述凹面結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)邊、順氣流的側(cè)邊為直線。

進(jìn)一步，所述領(lǐng)邊曲線結(jié)構(gòu)呈正弦波動，波長范圍為[0.12c，0.30c]；c為空腔的開口寬度。

進(jìn)一步，領(lǐng)邊曲線與流向結(jié)構(gòu)迎風(fēng)邊的距離c_s如下所示：

式中，z是凹面結(jié)構(gòu)上的展向坐標(biāo)；λ是領(lǐng)邊曲線結(jié)構(gòu)(1)的波長；a為余弦函數(shù)的幅值。

進(jìn)一步，所述凹面結(jié)構(gòu)在空腔開口處形成渦旋，該渦旋在展向上不連續(xù)。

本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的，本發(fā)明能破壞氣流在空腔開口前緣處的展向相關(guān)性，能使前緣脫落的管狀渦旋被劃分為展向不連續(xù)的馬蹄渦，抬升剪切層的高度，使空腔后緣處的邊界層厚度沿著展向波動且被增厚，這能有效抑制空腔內(nèi)的風(fēng)振噪聲，減小開口附近的風(fēng)噪，其成本低、降噪效果好。

本發(fā)明通過在空腔開口上游位置布置一種基于貓頭鷹靜音飛行特點(diǎn)來抑制空腔風(fēng)振噪聲的新型結(jié)構(gòu)，降低了開口前緣處的展向壓力相關(guān)性，使后緣位置的邊界層沿展向波動，并增厚了后緣處的邊界層厚度，使其腔內(nèi)的低頻風(fēng)振噪聲和開口處的風(fēng)噪得到有效抑制，優(yōu)化了用戶體驗。

附圖說明