基本信息 女 34岁 动能工程系能源教研室主任 研究方向 目前主要工作 1. 叶轮机械内全三维流场模拟声场初探。如何用一种流场和声场统一解来分析声波的机理是目前亟待解决的问题。虽然目前CFD求解全三维流场的方法日益成熟，但是对CAA( Computational Aeroacoustics)在叶轮机械中应用来讲相对滞后。目前大多采用线性化方程。现在在发动机中应用的DNS( Direct Numerical Simulations)、LES( the Large-Eddy-Simulations)、LEE (Linearized Euler Equations)各有其局限性。而在亚音速风机中应用的CAA较少见。我们采用非线性欧拉方程(NLEE, Non-Linearized Euler Equations) 来同时模拟实验模型的声源和声场及其流场。迄今为止所查资料来看，用NLEE方法得到CFD/ CAA联解极少见。 2. 旋转和非旋转气动噪声研究。国内类似工作仍然是空白。国外对两类噪声研究各有侧重，而把两者联系对比研究极少见。本项目首先研究的是通过对计及雷诺数影响的旋转和非旋转气动噪声实验研究和气动声学相似性理论分析两个方面工作来初步揭示叶轮机械的干涉噪声和宽频噪声相似性的机理，并寻找能为实际工程应用的叶轮机械旋转噪声和非旋转噪声的气动声学相似律。为在压气机等高速高压的叶轮机械中应用旋转和非旋转气动声学相似性理论打下试验基础，也为全面开展气动-声学的模化研究建立理论基础。 科学院院士徐建中研究员对我从事的研究的评价是"上述研究内容是国际上叶轮机械非定常气动力学一个分支――气动声学的前沿领域，所取得的成果均未见国际上公开文献报道，有重要的理论意义和应用价值。 3. 气动声学在能源系统的故障诊断和预知性维修中应用的可行性初步分析。 4. 在多年从事弯掠动叶气动－声学的理论分析和实验研究过程中，取得了一些具有开创性的成果： （1）对弯掠动叶试验风机进行了变工况气动声学性能的实验研究。获得弯掠动叶完整的变工况性能曲线,有关弯掠动叶风机在旋转失速工况下实验研究的资料至今还未见有公开发表。首次发现弯掠动叶风机的稳定工作状态裕度加宽的事实。稳定工况下气动声学实验给弯掠动叶试验风机在稳定工况下效率提高、噪声降低和稳定工作范围扩大的机理分析提供了实验依据。 （2）首次给出了适于工程应用的非自模化区域内气动-声学相似性准则。对非自模化区域小型风机气动-声学性能进行了系统的试验研究，使我国在低噪高效小型风扇的设计赶上国际先进水平.首次讨论了非自模化区域内动叶叶尖间隙对气动-声学性能的影响，并对其机理进行了分析。

叶轮机械内全三维流场模拟声场初探

基本信息

女 34岁 动能工程系能源教研室主任

研究方向

目前主要工作 1. 叶轮机械内全三维流场模拟声场初探。如何用一种流场和声场统一解来分析声波的机理是目前亟待解决的问题。虽然目前CFD求解全三维流场的方法日益成熟，但是对CAA( Computational Aeroacoustics)在叶轮机械中应用来讲相对滞后。目前大多采用线性化方程。现在在发动机中应用的DNS( Direct Numerical Simulations)、LES( the Large-Eddy-Simulations)、LEE (Linearized Euler Equations)各有其局限性。而在亚音速风机中应用的CAA较少见。我们采用非线性欧拉方程(NLEE, Non-Linearized Euler Equations) 来同时模拟实验模型的声源和声场及其流场。迄今为止所查资料来看，用NLEE方法得到CFD/ CAA联解极少见。 2. 旋转和非旋转气动噪声研究。国内类似工作仍然是空白。国外对两类噪声研究各有侧重，而把两者联系对比研究极少见。本项目首先研究的是通过对计及雷诺数影响的旋转和非旋转气动噪声实验研究和气动声学相似性理论分析两个方面工作来初步揭示叶轮机械的干涉噪声和宽频噪声相似性的机理，并寻找能为实际工程应用的叶轮机械旋转噪声和非旋转噪声的气动声学相似律。为在压气机等高速高压的叶轮机械中应用旋转和非旋转气动声学相似性理论打下试验基础，也为全面开展气动-声学的模化研究建立理论基础。 科学院院士徐建中研究员对我从事的研究的评价是"上述研究内容是国际上叶轮机械非定常气动力学一个分支――气动声学的前沿领域，所取得的成果均未见国际上公开文献报道，有重要的理论意义和应用价值。 3. 气动声学在能源系统的故障诊断和预知性维修中应用的可行性初步分析。 4. 在多年从事弯掠动叶气动－声学的理论分析和实验研究过程中，取得了一些具有开创性的成果： （1）对弯掠动叶试验风机进行了变工况气动声学性能的实验研究。获得弯掠动叶完整的变工况性能曲线,有关弯掠动叶风机在旋转失速工况下实验研究的资料至今还未见有公开发表。首次发现弯掠动叶风机的稳定工作状态裕度加宽的事实。稳定工况下气动声学实验给弯掠动叶试验风机在稳定工况下效率提高、噪声降低和稳定工作范围扩大的机理分析提供了实验依据。 （2）首次给出了适于工程应用的非自模化区域内气动-声学相似性准则。对非自模化区域小型风机气动-声学性能进行了系统的试验研究，使我国在低噪高效小型风扇的设计赶上国际先进水平.首次讨论了非自模化区域内动叶叶尖间隙对气动-声学性能的影响，并对其机理进行了分析。

履历

学习和工作经历 1984年9月-1988年7月 大连理工大学 动力机械工程系获得学士学位 1988年9月-1991年2月 东北大学 热能工程系获得硕士学位 1991年2月-1994年7月 上海交通大学 动力机械工程系获得博士学位 您的位置:工会主页>>教工风采>>蔡娜 1994年10月-1996年10月 上海理工大学工程热物理与动力工程博士后流动站博士后 1996年10月-至今 华北电力大学 动能工程系 副教授 教授

荣誉

获奖励 1、北京市教育委员会授予1998度"北京市优秀青年骨干教师" 2、1997－1998学年度华北电力大学（北京）"十佳"青年教师

科研项目