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第 38 卷 第 3 期 魏志勇等： 小孔喷注消声器在宇航设备上的应用 383

口结构) 的影响，仿真结果显示附加楔形结构后喷 达到 6左右，多孔喷注对噪声影响较小，仍可采用喷
口喷注的速度场受到影响，而湍流强度也有了明显 注噪声公式进行预测。
的降低。同时实验测试结果表明其喷口附加楔形结
构后，喷注噪声降低了 2 dB(A) 左右，验证了喷口
后附加的类似喇叭口结构对其噪声有明显的抑制 参 考 文 献
作用。
[1] Lighthill M J. On sound generated aerodynamically: I.
3.2 孔间距
General theory[J]. Proceedings of the Royal Society of
本次设计中由于条件限制，在保证较小孔径 London, Series A: Mathematical and Physical Sciences,
(1 mm、0.5 mm) 的情况下，孔间距无法满足公 1952, 211(1107): 564–687.
[2] 马大猷, 李沛滋, 戴根华, 等. 湍流喷注噪声的压力关系 [J]. 物
式 (6)要求。
理学报, 1978, 27(2): 122–125.
按喷注噪声的理论分析，实际的噪声将由于 Ma Dayou, Li Peizi, Dai Genhua, et al. Pressure depen-
孔间距减小而有所增加。表 2 中对实际的噪声测 dence of turbulent jet nosie[J]. Acta Physica Sinica, 1978,
27(2): 122–125.
试结果与计算结果进行了对比，对比显示，1 mm、
[3] 马大猷, 李沛滋, 戴根华, 等. 阻塞喷注的冲击噪声 [J]. 声学
0.5 mm 两种孔径方案下的实际测试结果基本与计 学报, 1980, 29(3): 172–182.
算结果保持一致，没有出现测试结果显著高于计算 Ma Dayou, Li Peizi, Dai Genhua, et al. Shock associ-
ated noise from choked jets[J]. Acta Acustica, 1980, 29(3):
结果的情况，结果表明设计方案虽然未满足公式(6)
172–182.
的孔间距要求，但由于孔间距与孔径的比值达到了 [4] 马大猷, 李沛滋, 戴根华, 等. 排气噪声的有效降低 [J]. 环境
5.8，多孔之间的相互影响虽然存在但并不明显，未 科学学报, 1981, 1(1): 2–11.
Ma Dayou, Li Peizi, Dai Genhua, et al. Effective reduc-
对噪声产生明显影响。可见，小孔喷注消声器的孔
tion of blow-down noise[J]. Acta Scientiae Circumstantiae,
间距在无法满足公式 (6) 的要求时，只要孔间距与 1981, 1(1): 2–11.
孔径的比值达到 6 左右时，多孔喷注之间的汇合仍 [5] 李沛滋, 戴根华, 李健山, 等. 小孔消声器的设计指南 [J]. 噪
不会对结果产生明显影响，仍可按公式 (5) 计算噪 声与振动控制, 1986(3): 6–13.
[6] Andersson N, Eriksson L W, Davidson L. A study of mach
声值。 0.75 jets and their radiated sound using large-eddy simu-
lation[C]. AIAA Paper, 2004, 3024: 2004.
4 结论 [7] Tam C K W, Pastouchenko N N, Schlinker R H. Noise
source distribution in supersonic jets[J]. Journal of Sound
根据小孔喷注消声器设计原则设计并加工宇 and Vibration, 2006, 291(1–2): 192–201.
[8] 韩阳泉. 喷注噪声的数值模拟 [D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学,
航设备供氧排气系统排气口的消声喷注消声器，对
2007.
比理论计算结果与实验测试结果，得到如下结论： [9] 杨文强. 孔群喷注噪声理论与试验研究 [D]. 哈尔滨: 哈尔滨
(1) 在宇航设备供氧排气系统采用小孔喷注消 工程大学, 2010.
声器进行喷口流噪声的控制是十分有效的，虽然由 [10] 黄磊, 蒋伟康, 晏维华, 等. 工业喷嘴喷注噪声的抑制技术研
究 [J]. 振动与冲击, 2009, 28(2): 106–108, 202.
于现场条件限制，无法完全按照设计原则进行消声 Huang Lei, Jiang Weikang, Yan Weihua, et al. Study of
器设计，但仍能得到令人满意的设计方案。 noise control for an industrial jet[J]. Journal of Vibration
(2) 喷注噪声的公式预测结果与实验测试结果 and Shock, 2009, 28: 106–108, 202.
[11] 王昌, 张杰, 郭文亮. 小孔喷注复合式消声器综合性能仿真与
在冲击噪声对喷注噪声影响较小的情况下吻合非
优化 [J]. 中国农机化学报, 2016, 37(5): 164–167, 172.
常良好，误差最大不超过 2.4 dB(A)，在可接受范围 Wang Chang, Zhang Jie, Guo Wenliang. Simulation and
之内。此时，喷口后附加的喇叭口结构不会对喷注 optimization on acoustic performance for small holes in-
jection compound muffler[J]. Journal of Chinese Agricul-
噪声产生明显影响。
tural Mechanization, 2016, 37(5): 164–167, 172.
(3) 在冲击噪声对喷注噪声影响较大的情况， [12] 袁益超, 邱凤华, 陈昱, 等. 密闭容器内蒸汽水下喷注噪声试
喷口后附加的喇叭口结构对喷注噪声会造成较为 验研究 [J]. 热能动力工程, 2017, 32(2): 74–80, 139.
Yuan Yichao, Qiu Fenghua, Chen Yu, et al. Experimen-
明显的影响，此时预测公式是不适用的。
tal study on underwater noise from steam jet in closed
(4) 由于条件限制，小孔喷注消声器的小孔间 vessel[J]. Journal of Engineering for Thermal Energy and
距无法满足设计要求时，保证孔间距和孔径的比值 Power, 2017, 32(2): 74–80, 139.