一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法及系统

1.本发明属于流体力学、流动控制、流噪声领域，具体涉及一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法及系统。


背景技术：

2.钝体绕流辐射噪声问题广泛存在于生活之中，如飞机起落架，水下航行器附体，汽车后视镜等在运动时会向外辐射噪声。尤其多个部件均存在钝体绕流现象时，整体辐射噪声会显著增强。声学研究人员通常采用主动控制或被动控制来降低辐射噪声，如通过设置隔声、吸声材料以及引入次级声源进行相消性干涉等在声传播过程进行噪声控制。如中国发明专利号为cn cn209351388u，发明名称为主动降噪耳机的滤波装置、滤波方法以及主动降噪耳机，利用麦克风收集噪声信号，内置扬声器产生相位相反的声波与噪声进行抵消。声学被动控制由于结构尺寸限制通常只对特定频率范围内的声波有降噪效果，而声学主动控制则需要对时域信号进行匹配，对算法有严苛的要求。
3.除了在声传播过程中进行降噪，由于噪声源与流体动力密不可分，流体力学或流噪声领域的研究人员主要从声源角度出发进行降噪，如改变钝体外形，设置涡流破碎装置，施加选装控制等方式干预流场结构，进而改变远场的辐射噪声特性。现有技术中公开了应用等离子体流动控制的降噪系统，它采用主动流动控制方式，通过等离子体发生装置，延迟了列车表面的流动分离，降低了湍流脉动强度，抑制了噪声。但以上基于减弱声源强度的降噪方法，通常伴随着流场结构改变，导致钝体受到的升阻力等流体动力参数发生改变，在工程设计中需要耦合流体动力和噪声进行综合考虑，加大了设计难度。已有研究表明，流动控制不仅可以改变声源的频率和幅值，还可以有效控制声源的相位。但通过主动流动控制干预声源相位，并利用来自不同声源发出的，具有不同相位特征的声波进行相消性干涉的研究尚未公开。


技术实现要素：

4.要解决的技术问题：
5.为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法及系统，该方法利用主动流动控制对来自不同钝体的噪声源的相位进行调控，使其发出的声波互相抵消，最终在不显著改变钝体受到的流体动力前提下，实现观测点处辐射噪声降低的效果。
6.本发明的技术方案是：一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法，具体步骤如下：
7.步骤1：通过数值模拟获得流体动力信息及观测点的声压信息；
8.步骤2：基于步骤1获得的信息，设计主动流动控制参数组合，并获得钝体对主动流动控制的响应；
9.步骤3：根据步骤2得到控制响应设置控制参数，即配置主动流动控制的相位，通过
声信号之间的相位相消性干涉，获得控制的降噪效果。
10.本发明的进一步技术方案是：所述步骤1中，采用低色散、低耗散的格子boltzmann方法求解流动控制方程，获得准确的流体动力信息和观测点声压信息；所述流体动力信息包括钝体表面升力的频率和幅值。
11.本发明的进一步技术方案是：所述步骤1中，流体动力信息即钝体表面升力的频率和幅值，计算公式如下：
[0012][0013][0014]
其中，f表示对钝体表面升力信号进行快速傅里叶变换计算得到的特征频率，f2表示对钝体表面升力信号进行快速傅里叶变换计算得到的升力，ρ0表示流体密度，l0表示钝体直径；u0表示来流速度；
[0015]
观测点的声压信息为p
′
，p
′
＝p-p
mean
，其中p为观测点的瞬时压力脉动，p
mean
为观测点的平均压力。
[0016]
本发明的进一步技术方案是：所述步骤1中，流动控制计算过程中，添加声吸收层，对观测点以外区域的声波进行耗散，避免计算域边界对声波的反射；同时采用图形处理单元gpu对求解方法进行并行加速。
[0017]
本发明的进一步技术方案是：所述步骤2中，主动流动控制参数为正弦信号的幅值、频率和相位；控制策略速度u
sj
为周期性正弦信号，关系式如下：
[0018]usj
＝a
sj sin(2πf
sj t+δφ
sj
)
[0019]
其中，a
sj
为正弦信号的幅值，f
sj
为正弦信号的频率，δφ
sj
为正弦信号的相位；t为时刻；
[0020]
所述钝体对主动流动控制的响应θ为流体动力相位与控制策略的相位之差。
[0021]
本发明的进一步技术方案是：所述钝体对主动流动控制的响应θ的获取方法为，首先，对钝体施加主动流动控制，设计不同的幅值a
sj
、频率f
sj
、相位δφ
sj
参数组合；然后，将所设计的不同主动流动控制参数组合分别带入步骤1的公式中，通过数值模拟，计算得到施加控制之后的钝体表面瞬时升力脉动曲线，其中，相位通过在一个周期t0内不同时刻开启进行调控，根据t0＝2π/f0换算得到其对应的周期t0；最后，对上一步得到的钝体表面瞬时升力脉动曲线做快速傅里叶变换，获得钝体的升力脉动的幅值、频率和响应相位θ。
[0022]
本发明的进一步技术方案是：所述步骤3中设置控制参数的方法为，首先，选取能够实现频率锁定的幅值和频率，控制相位任意选取；然后，将上述选定的控制参数对应的控制策略输入至步骤1中，通过数值模拟，计算得到对应的流体动力变化曲线；最后，获得远场观测点瞬时声压脉动。
[0023]
本发明的进一步技术方案是：所述控制参数中幅值的选取原则为，在保证发生频率锁定的前提选取最小控制幅值，以减小能量消耗并降低主动流动控制的自噪声。
[0024]
本发明的进一步技术方案是：所述步骤3中，控制参数与钝体表面总升力γ的关系式如下：
[0025][0026]
其中，c*
l,k
为控制参数中的升力幅值，δφ*
sj
为控制参数中的控制相位，θk*为控制参数中的响应相位；k表示第k个钝体；
[0027]
减小所述总升力即能够降低观测点处的辐射噪声。
[0028]
一种实施基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法的系统，包括流场求解模块和主动流动控制模块，所述流场求解模块用于获取流体动力信息和观测点的声压信息，所述主动流动控制模块用于输出控制流场的流体动力脉动；
[0029]
所述流场求解模块采用数值模拟计算流体动力信息和声压信息，包括不施加主动流动控制时的信息和施加主动流动控制时的信息；
[0030]
所述主动流动控制模块包括设置于多个钝体上的射流孔，单个钝体上对称设置有两个射流孔，且两个射流孔内流体速度方向相反，即上吹下吸或下吸上吹；通过主动流动控制模块输出的流体动力脉动使得钝体表面声信号之间的相位相消性干涉，实现降低观测点噪声的目的。
[0031]
有益效果
[0032]
本发明的有益效果在于：
[0033]
1.本发明基于流动控制领域中常见的频率锁定现象的相位特性，即发生频率锁定时，流体动力脉动产生的噪声的相位也被对应确定。因此，不需要复杂的信号处理手段，就能够确定各个声源相位。
[0034]
2.本发明通过声信号之间的相位相消性干涉，因此能实现显著的降噪效果。
[0035]
3.本发明在钝体的固有频率附近时轻微的控制就能发生频率锁定，降噪方法易于实现。
[0036]
4.本发明施加的控制幅度通常较小，且控制的原理也不是通过改变流场特征来减小声源强度，因此不会对流体动力产生显著的改变。
[0037]
5.本发明采用数值模拟的方法获得作用于钝体表面的流体动力信息和声压信息，既要能够准确求解流体动力信息，也要减小声波传播过程中的误差。
[0038]
6.本发明能够应用于多个钝体的辐射噪声控制，且无需显著改变钝体受到的流体动力。
附图说明
[0039]
图1为将主动流动控制施加于多个钝体的示意图；
[0040]
图2为发明中基于格子boltzmann方法得到的声场计算结果以及观测点位置示意图；
[0041]
图3为施加控制前后升力的对比；
[0042]
图4为施加控制前后测点声压对比，即本发明中控制效果。
具体实施方式
[0043]
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解
为对本发明的限制。
[0044]
本实施例一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法及系统，该方法利用主动流动控制对来自不同钝体的噪声源的相位进行调控，使其发出的声波互相抵消，最终在不显著改变钝体受到的流体动力前提下，实现观测点处辐射噪声降低的效果具体步骤如下：
[0045]
s1：通过数值模拟获得流体动力信息及观测点的声压信息。
[0046]
获得准确的作用于钝体表面的流体动力信息是利用主动流动控制调控噪声源相位的关键。由于试验中很难避免引入额外的噪声源并造成相位测量的误差，因此采用数值模拟来获得流体动力以及声压信息。其中，数值模拟方法既要能够准确求解流体动力信息，也要减小声波传播过程中的误差。因此，采用低色散、低耗散的格子boltzmann方法求解流动控制方程，来获得准确的流体动力信息和观测点声压信息。同时，为了避免计算域边界对声波的反射，还需添加声吸收层，对观测点以外区域的声波进行耗散。为了快速获得结果，采用图形处理单元(gpu)对求解方法进行并行加速。
[0047]
定义声压为p’＝p-p
mean
，即通过观测点的瞬时压力脉动减去平均压力得到声压。进一步将钝体表面升力信息进行提取，并对升力信号进行快速傅里叶变换，获得其升力的频率和幅值，采用以下公式进行无量纲
[0048][0049][0050]
其中，ρ0为流体密度，f和f2分别为计算得到的特征频率和升力。利用gpu并行加速数值求解流动控制方程，最终可以获得钝体表面升力的频率、幅值以及远场测点处的瞬时声压脉动。
[0051]
s2：根据s1的结果，设计主动流动控制参数组合，并获得钝体对主动流动控制的响应。
[0052]
主动流动控制的具体实施方式包括但不限于合成射流控制，旋转控制，振动控制等，控制策略选为周期性正弦信号，
[0053]usj
＝a
sj sin(2πf
sj
t+δφ
sj
)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0054]
因此需要确定正弦信号的幅值a
sj
，频率f
sj
以及相位δφ
sj
等信息。利用步骤一中计算得到的流体动力信息，通过快速傅里叶变换可以获得钝体在不施加控制时的流体动力脉动的幅值以及频率特征，基于以上特征选取控制的幅值和频率。控制的相位可通过在一个周期t0内不同时刻开启进行调控，根据t0＝2π/f0换算得到其对应的周期t0。
[0055]
由于本发明中是在多个具有相同外形尺寸的钝体上使用，因此只需要计算其中任意一个钝体对主动流动控制。
[0056]
流动控制通过修改流场求解时的边界条件来实现，遍历所有的控制参数组合。重复步骤一，获得钝体表面瞬时升力脉动曲线。对其做快速傅里叶变换，获得其对应的频率，幅值以及相位信息，并将流体动力相位与控制策略的相位之差定义为该控制参数组合下的响应相位θ。
[0057]
通过步骤s2，最终获得了施加不同幅值，频率和相位控制后，钝体的升力脉动的幅值，频率和响应相位θ。
[0058]
s3：根据步骤s2的结果设置控制参数，并通过数值模拟获得控制的降噪效果。
[0059]
流动控制对流体动力相位的干预源于频率锁定(lock-in)现象。发生频率锁定后，相同控制幅值和频率下的钝体响应相位也被唯一确定。频率锁定主要与控制的幅值和频率有关，与控制的相位无关，因此需要根据步骤二的结果确定发生频率锁定对应控制的幅值和频率变化范围。通常当控制频率接近钝体固有频率时，只需施加较小强度的控制就能够实现频率锁定。为了减小能量消耗并降低主动流动控制的自噪声，应当在保证发生频率锁定的前提下尽量选取小的控制幅值。
[0060]
选定控制的幅值和频率后，钝体响应相位也被确定。因此，钝体表面流体动力相位也会随着控制的相位发生变化。低流速下，根据curle方程
[0061][0062]
其中，下标i分别表示坐标系的各个方向，1为顺流向方向，2为垂直于流向方向，r为声源和观测点之间的距离，xi为r在i方向的分量，fi为钝体受到流体沿i方向的作用力。流体动力脉动是主要的发声机制，所以噪声源的相位也会随流体动力的相位变化。通过改变作用于不同钝体的流动控制的相位，可以相应地调控其产生的噪声的相位。通过设置不同钝体上对应的控制相位，使得总升力γ最小，即
[0063][0064]
其中下标k为第k个钝体。最终配置主动流动控制的相位，通过声信号之间的相位相消性干涉，来实现降低观测点噪声的目的。
[0065]
重复步骤s1的过程，利用gpu并行加速数值求解流动控制方程，最终可以获得施加本方法进行流动控制后远场测点处的瞬时声压脉动。通过与未施加控制之前的瞬时声压脉动对比，可以对降噪效果进行评估。
[0066]
本实施例一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声的系统：包括流场求解模块和主动流动控制模块，所述流场求解模块用于获取流体动力信息和观测点的声压信息，所述主动流动控制模块用于输出控制流场的流体动力脉动；
[0067]
所述流场求解模块采用数值模拟计算流体动力信息和声压信息，包括不施加主动流动控制时的信息和施加主动流动控制时的信息；
[0068]
所述主动流动控制模块包括设置于多个钝体上的射流孔，单个钝体上对称设置有两个射流孔，且两个射流孔内流体速度方向相反，即上吹下吸或下吸上吹；通过主动流动控制模块输出的流体动力脉动使得钝体表面声信号之间的相位相消性干涉，实现降低观测点噪声的目的。
[0069]
实施例：
[0070]
以并列排布的圆柱作为研究对象钝体对本发明技术方案进行详细说明。两个直径为l0的圆柱垂直于流动方向并列排布，如图1所示，圆柱圆心之间的间隔为1.2l0。
[0071]
s1：在二维条件下进行数值模拟获得流体动力信息及观测点的声压信息。
[0072]
以位于下方的圆柱圆心为原点，沿流动方向为x轴，垂直于流动方向为y轴，流体以
流速u0沿x轴从左向右均匀流动。定义圆柱在x轴方向受到的流体动力为阻力，y轴方向受到的流体动力为升力。声压观测点设置在圆柱正上方即(0,70l0)位置。为了准确获得流体动力信息以及观测点的声压信息，采用格子boltzmann方法来数值求解流场，远场辐射噪声可由流场计算的结果经过后处理得到。计算域为200l0×
200l0，入口为速度边界条件，出口为压力边界条件，计算域的上下壁面边界条件为自由滑移边界。流动控制方程为经典的弱可压缩navier-stokes方程
[0073][0074]
其中u，p和re分别为流场中的速度，压强以及雷诺数。
[0075]
输入雷诺数re＝100，并按上述要求设置计算域的大小，边界条件以及圆柱位置就可以获得流场中固定位置的瞬时速度u和压强p。圆柱表面的升力采用如下公式进行计算
[0076][0077]
其中s为圆柱表面，μ为流体粘性，n为单位法向量，下标i＝1,2分别代表x和y方向的分量。
[0078]
定义声压为p’＝p-p
mean
，p
mean
为根据瞬时声压曲线求得的平均声压，采用p’/(ρ0c
02
)无量纲化，其中，ρ0为流体密度，c0为声速，即通过观测点的瞬时压力脉动减去平均压力得到声压，计算结果如图2所示。并列圆柱远场辐射噪声表现出偶极子特征，且主要从圆柱向垂直于流动方向辐射声波。因此，圆柱表面的升力脉动是其噪声产生的主要来源。进一步将圆柱表面升力信息进行提取，并进行快速傅里叶变换，获得其升力的频率和幅值，采用以下公式进行无量纲
[0079][0080]
其中，f和f2分别为计算得到的特征频率和升力。无量纲化后可得在雷诺数100时，升力的特征频率为f0＝0.162，上下圆柱的总升力γ脉动的幅值为|c
l
|
max
＝0.579。通过步骤1最终获得了观测点的瞬时声压脉动以及圆柱升力脉动的频率和幅值。
[0081]
s2：根据步骤1的结果，以合成射流控制为例，设计主动流动控制参数组合，并获得单个圆柱对主动流动控制的响应。
[0082]
将合成射流控制施加于圆柱表面，每个圆柱设置两个合成射流孔，射流孔的位置关于过圆柱圆心的y＝0中心线对称。数值模拟过程中，射流控制通过修改圆柱边界条件实现，即射流孔位置的圆柱表面的速度由0变为u
sj
。射流的方向与流动方向相同，射流孔位置处的控制策略为速度u
sj
以正弦信号周期性变化
[0083]usj
＝a
sj sin(2πf
sj
t+δφ
sj
)
ꢀꢀꢀ
(7)
[0084]
因此，合成射流控制的参数主要包括幅值a
sj
，频率f
sj
以及相位δφ
sj
。为了尽量减小合成射流的自噪声，需要保证单个圆柱上下射流孔的速度方向相反，即上吹下吸或下吸上吹，射流孔速度方向如图1所示进行设置。
[0085]
由于本实例中上下圆柱的尺寸一致以及来流条件一致，只需对单个圆柱进行验证。输入幅值a
sj
，频率f
sj
以及相位δφ
sj
至步骤一中的流场求解器，即可获得施加控制之后的圆柱瞬时升力脉动曲线。具体地，将射流控制的幅值a
sj
选取为2，3，4倍的来流速度u0，射流频率f
sj
在0.8
‑‑
2.4倍的f0范围内进行变化。相位选取一个周期t0内4个时刻，0，0.5π，π，1.5π进行对比，其中周期t0可由t0＝2π/f0换算得到。对升力脉动进行快速傅里叶变换即可得到其幅值c
l
，频率和相位。将升力脉动相位与合成射流控制的相位δφ
sj
之差定义为该控制参数组合下的响应相位θ。
[0086]
由于步骤2中主要研究流动控制对流场的影响，因此将计算域缩减为60l0×
20l0，单个圆柱设置在距离入口20l0，距离上壁面10l0位置。通常当控制频率接近钝体固有频率时，只需施加较小幅值的控制就能够实现频率锁定。为了减小能量输入，应当在保证发生频率锁定的同时尽量选取小的控制幅值a
sj
。
[0087]
通过对不同的控制参数组合进行数值模拟，最终确定了能发生频率锁定的最小射流幅值a*
sj
＝2u0，对应的射流频率f*
sj
＝f0。通过对升力脉动曲线进行快速傅里叶变换，可以获得施加控制之后的圆柱升力脉动幅值c*
l
以及响应相位θ*。
[0088]
s3：根据步骤2的结果设计多个圆柱的控制参数，并通过数值模拟获得控制的降噪效果。
[0089]
远场观测点的声压与圆柱表面升力的关系可以根据低流速下的curle方程进行描述，
[0090][0091]
其中，r为声源和观测点之间的距离。根据公式(8)，减小总升力就能降低观测点处的辐射噪声。
[0092]
因此设计上下圆柱控制策略时的目标由减小观测点的声压等效为降低总升力。同时，由于发生频率锁定之后，每个圆柱的瞬时升力脉动曲线也被确定，因此总升力大小只需由升力幅值和响应相位线性组合确定，即
[0093][0094]
当γ减小时，观测点的噪声也降低。对于两个并列圆柱来说，由于上下圆柱尺寸一致，其计算得到的响应相位θ也一致，因此，只需保证上下圆柱的对应位置的射流相位相反即可。
[0095]
根据步骤2的结果，控制参数选取幅值a*
sj
＝2u0以及频率f*
sj
＝f0时能够实现频率锁定。由于响应相位与控制相位δφ
sj
无关，δφ*
sj
可任意选取，即射流可在圆柱尾流稳定后的任意时刻开启。将该控制参数对应的控制策略输入至步骤一，通过数值模拟，最终可以获得对应的流体动力变化如图3所示。从图中可以发现，上下圆柱的升力脉动幅值和频率变化不大，但相位由未施加控制前的同相位变为反相位，因此上下圆柱的总升力γ显著降低。最终获得远场观测点瞬时声压变化如图4。由图中可以发现控制后声压远小于控制前，基于本发明公开的降噪方法将观测点声压降低了约4个数量级。
[0096]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨
的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1：通过数值模拟获得流体动力信息及观测点的声压信息；步骤2：基于步骤1获得的信息，设计主动流动控制参数组合，并获得钝体对主动流动控制的响应；步骤3：根据步骤2得到控制响应设置控制参数，即配置主动流动控制的相位，通过声信号之间的相位相消性干涉，获得控制的降噪效果。2.根据权利要求1所述一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法，其特征在于：所述步骤1中，采用低色散、低耗散的格子boltzmann方法求解流动控制方程，获得准确的流体动力信息和观测点声压信息；所述流体动力信息包括钝体表面升力的频率和幅值。3.根据权利要求2所述一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法，其特征在于：所述步骤1中，流体动力信息即钝体表面升力的频率和幅值，计算公式如下：所述步骤1中，流体动力信息即钝体表面升力的频率和幅值，计算公式如下：其中，f表示对钝体表面升力信号进行快速傅里叶变换计算得到的特征频率，f2表示对钝体表面升力信号进行快速傅里叶变换计算得到的升力，ρ0表示流体密度，l0表示钝体直径；u0表示来流速度；观测点的声压信息为p
′
，p
′
＝p-p
mean
，其中p为观测点的瞬时压力脉动，p
mean
为观测点的平均压力。4.根据权利要求3所述一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法，其特征在于：所述步骤1中，流动控制计算过程中，添加声吸收层，对观测点以外区域的声波进行耗散，避免计算域边界对声波的反射；同时采用图形处理单元gpu对求解方法进行并行加速。5.根据权利要求4所述一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法，其特征在于：所述步骤2中，主动流动控制参数为正弦信号的幅值、频率和相位；控制策略速度u
sj
为周期性正弦信号，关系式如下：u
sj
＝a
sj
sin(2πf
sj
t+δφ
sj
)其中，a
sj
为正弦信号的幅值，f
sj
为正弦信号的频率，δφ
sj
为正弦信号的相位；t为时刻；所述钝体对主动流动控制的响应θ为流体动力相位与控制策略的相位之差。6.根据权利要求5所述一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法，其特征在于：所述钝体对主动流动控制的响应θ的获取方法为，首先，对钝体施加主动流动控制，设计不同的幅值a
sj
、频率f
sj
、相位δφ
sj
参数组合；然后，将所设计的不同主动流动控制参数组合分别带入步骤1的公式中，通过数值模拟，计算得到施加控制之后的钝体表面瞬时升力脉动曲线，其中，相位通过在一个周期t0内不同时刻开启进行调控，根据t0＝2π/f0换算得到其对应的周期t0；最后，对上一步得到的钝体表面瞬时升力脉动曲线做快速傅里叶变换，获得钝体的升力脉动的幅值、频率和响应相位θ。7.根据权利要求6所述一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法，其特征在于：
所述步骤3中设置控制参数的方法为，首先，选取能够实现频率锁定的幅值和频率，控制相位任意选取；然后，将上述选定的控制参数对应的控制策略输入至步骤1中，通过数值模拟，计算得到对应的流体动力变化曲线；最后，获得远场观测点瞬时声压脉动。8.根据权利要求7所述一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法，其特征在于：所述控制参数中幅值的选取原则为，在保证发生频率锁定的前提选取最小控制幅值，以减小能量消耗并降低主动流动控制的自噪声。9.根据权利要求8所述一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法，其特征在于：所述步骤3中，控制参数与钝体表面总升力γ的关系式如下：其中，c*
l,k
为控制参数中的升力幅值，δφ*
sj
为控制参数中的控制相位，θ
k
*为控制参数中的响应相位；k表示第k个钝体；减小所述总升力即能够降低观测点处的辐射噪声。10.一种实施权利要求1-9任一项所述基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法的系统，其特征在于：包括流场求解模块和主动流动控制模块，所述流场求解模块用于获取流体动力信息和观测点的声压信息，所述主动流动控制模块用于输出控制流场的流体动力脉动；所述流场求解模块采用数值模拟计算流体动力信息和声压信息，包括不施加主动流动控制时的信息和施加主动流动控制时的信息；所述主动流动控制模块包括设置于多个钝体上的射流孔，单个钝体上对称设置有两个射流孔，且两个射流孔内流体速度方向相反，即上吹下吸或下吸上吹；通过主动流动控制模块输出的流体动力脉动使得钝体表面声信号之间的相位相消性干涉，实现降低观测点噪声的目的。

技术总结
本发明一种基于主动流动控制的降低钝体辐射噪声方法及系统，属于流体力学、流动控制、流噪声领域；方法步骤为，通过数值模拟获得流体动力信息及观测点的声压信息；基于获得的信息，设计主动流动控制参数组合，并获得钝体对主动流动控制的响应；根据得到控制响应设置控制参数，即配置主动流动控制的相位，通过声信号之间的相位相消性干涉，获得控制的降噪效果。该方法利用主动流动控制对来自不同钝体的噪声源的相位进行调控，使其发出的声波互相抵消，最终在不显著改变钝体受到的流体动力前提下，实现观测点处辐射噪声降低的效果。实现观测点处辐射噪声降低的效果。实现观测点处辐射噪声降低的效果。


技术研发人员：任峰 宋健 谢臻麟 陈蒋力
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/7