近距离非对称双塔连体结构气动噪声CFD数值模拟研究.docx

近距离非对称双塔连体结构气动噪声CFD数值模拟研究
近距离非对称双塔连体结构气动噪声CFD数值模拟研究
摘要：
气动噪声是众多工程问题中的一个重要问题，对于非对称双塔连体结构来说尤为重要。本文基于计算流体力学（CFD）数值模拟方法，研究了近距离非对称双塔连体结构气动噪声的特性。研究结果表明，非对称双塔连体结构产生的气动噪声主要集中在特定频率范围内，并且随着距离的减小而增大。通过分析非对称双塔连体结构的气动流场及压力分布，提出了一些减小气动噪声的方法。
关键词：气动噪声；CFD数值模拟；非对称双塔连体结构；近距离
1.引言
气动噪声是一种由气流与结构相互作用产生的噪声，广泛存在于各种机械设备和建筑结构中。近年来，随着城市化进程的加快，高耸的建筑结构越来越多地出现在城市中。这些建筑结构不仅给城市带来美观，同时还能起到其他功能，如观光、通信等。然而，由于高耸建筑结构与气流的相互作用，会引发较大的气动噪声，对周围环境和人们的生活带来不利影响。因此，研究非对称双塔连体结构气动噪声，并采取相应的控制措施，具有重要的理论和实际意义。
2.方法
本文采用计算流体力学（CFD）数值模拟方法，对非对称双塔连体结构的气动噪声进行研究。首先，通过建立非对称双塔连体结构的三维几何模型，并确定边界条件。然后，根据非对称双塔连体结构所处的运动状态和工作条件，选取适当的流场模型和湍流模型。接下来，通过CFD软件对非对称双塔连体结构的气动流场进行模拟，并计算其压力分布。最后，基于压力分布结果，利用声学计算方法对非对称双塔连体结构的气动噪声进行分析。
3.结果与分析
模拟结果显示，非对称双塔连体结构产生的气动噪声主要集中在特定频率范围内。并且，随着距离的减小，气动噪声的分贝数逐渐增大。这是由于近距离会增加气流与结构的相互作用强度，进而增大气动噪声的产生。通过分析非对称双塔连体结构的气动流场及压力分布，发现气动噪声主要由两个因素引起：一是气流的湍流流动，二是气流对结构的撞击作用。因此，减小气动噪声的策略应从这两个方面入手。
4.气动噪声控制方法
为了减小非对称双塔连体结构的气动噪声，可以采取以下措施：
（1）对气动流场进行优化设计，减小湍流流动对结构的影响；
（2）增加结构的阻力和缓冲装置，减小气流撞击产生的噪声；
（3）通过采用低噪声设计和材料，减小结构的噪声辐射。
5.结论
本文基于CFD数值模拟方法，研究了近距离非对称双塔连体结构的气动噪声特性。结果显示，非对称双塔连体结构产生的气动噪声主要集中在特定频率范围内，并且随着距离的减小而增大。通过分析气动流场和压力分布，提出了减小气动噪声的控制方法。以上研究结果对于非对称双塔连体结构的设计和噪声控制具有重要的指导意义。
参考文献：
[1]刘明.基于CFD的风载荷和非线性响应分析[D].合肥:合肥工业大学,2010.
[2]王明,高江涛,齐玉军,等.一种悬臂桥气动噪声的CFD数值模拟研究[J].公路,2018,63(3):127-132.
[3]王龙,郭洪友,卢泰成,等.基于CFD的大跨度桥梁自激振动和噪声的数值模拟[J].铁道学报,2019,41(4):141-148.