基于多孔结构的亚音速喷流降噪研究
发布时间：2020-08-29 10:38
喷流噪声广泛存在于工业生产和日常生活之中,最受关注的是航空发动机运行时产生的噪声,对环境及乘员的舒适度造成极大的影响。喷流噪声的控制可通过破坏喷流中的大尺度涡的形成与发展而实现。控制方法分为主动和被动两大类,其中被动控制方法由于不需附加额外设备和易于实现而广泛受推崇。壁面多孔处理是一种须不改变物体整体结构同时能有效地改良近壁流动的措施,但采用喷管壁面多孔处理方法控制喷流噪声,在国内外文献中尚未见到相关报道。本文实验测量并结合数值模拟计算,初步研究喷管内壁多孔处理对亚音速喷流流动与气动噪声的影响。本文首先搭建了实验室尺度的亚音速喷流试验台,选取了壁面无多孔处理的喷嘴延伸段作为基线喷管,对它的通流流量、喷流出口速度及压降进行实验校核的基础上,测量得到了外声场的分布,研究了喷流出口马赫数对外声场噪声的影响结果。在上述基础上,本文分别测量研究了喷管内壁“多盲孔结构”和“多孔板+容腔”两种多孔处理方法,分别设计制作了多种延伸构件,测量得到了不同多孔结构件作用下喷流外声场,并与基线喷管的声场进行比较,发现部分多孔结构能够有效地改善喷流外声场,降低3000～8000Hz中低频噪声。与实验条件相对应,本文进一步采用大涡模拟研究了马赫数Ma= 0.5下的可压缩喷流,分别计算了不同几何参数的“多孔板+容腔”延伸构件作用下的喷流流场,分析了这一类延伸件对喷流剪切层发展的影响。结果表明,“多孔板+空腔”的延伸结构破坏了喷流出口处环状涡的结构,有效地影响了大尺度环状涡的形成,从而抑制了低频噪声的声源。本文所设计的喷管内壁多孔结构,对喷流噪声的远近声场频谱均产生了多种具有明显特征的影响效果。相关结果为喷流噪声被动控制技术的研究提供了一种新的思路,并为相关结构的深入研究和发展提供了基础。
【学位单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V231.92
【部分图文】：
逦逦逦华东理工大学硕士学位论文逡逑水平的关键。逡逑如何预测喷流噪声，并且更进一步的降低噪声以减少对人的干扰和危害，是气逡逑和噪声控制研究方面的重要课题，也是改善国民工业生产环境及影响我国未来航逡逑机发展的重大问题和重要需求。逡逑流噪声研宄现状逡逑音速喷流及其噪声源逡逑亚音速圆口喷流，当高速喷流气体离开喷口时，将与周围的空气发生强烈的掺逡逑成一个以喷管出口为顶点向外线性拓展的锥状体混合区域，其结构图如图！」逡逑
邋起始段逦主体逡逑图１．１喷流特征分布示意图逡逑Ｆｉｇ．邋ｌ．ｌ邋Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋ｊｅｔ邋ｆｌｏｗ逡逑由于喷流中心具有较大的流速，与外围低速气体存在较大的速度差，必然会产生强逡逑烈的涡旋运动，运动不断发生并卷吸周围空气并随喷流运动向下游传播。在喷流内部，逡逑气流收到的扰动很小，揣流强度很低，平均速度仍近似等于喷流出口速度Ｇ。随着流动逡逑发展，喷流与周围流体的掺混自边缘逐渐向中心发展，经过一定距离发展到喷流中心，逡逑自此以后喷流的全断面上都发展成湍流。喷流中心未受掺混影响，仍保持原出口流速的逡逑圆锥形区域称为喷流的势流核心区。随涡流卷吸的发展，与喷流一起运动的流体不断增逡逑多，喷流边界逐渐向两侧扩展，以喷管唇部为顶点，基本上呈对称向内向外线性扩展的逡逑掺混区被称为剪切层或混合层。剪切层内以出口唇部为顶点平行于喷流轴线向下游发展逡逑的路径上湍流强度最强
ｆｒｏｍ邋ｌａｒｇｅ邋ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ逡逑ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ逡逑图１．２亚音速喷流声源及传播方向示意图ｌ２９ｌ逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｓｏｕｎｄ邋ｓｏｕｒｃｅ邋ａｎｄ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ邋ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｕｂｓｏｎｉｃ邋ｊｅｔ邋ｆｌｏｗ［２９］逡逑在国内，也有许多学者从事着射流实验方面的研宄。北京航空航天大学郑克扬，桂逡逑辛民等［３0＿３２］在上世纪９0年代就开始实验研[偵淞髟肷侍猓饕峭ü笛檠橹げ煌义希停崾拢蹋椋纾瑁簦瑁椋欤斓纳啾壤砺鄣氖视们榭觯峁っ鞯笔
本文编号：2808443
【学位单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V231.92
【部分图文】：
逦逦逦华东理工大学硕士学位论文逡逑水平的关键。逡逑如何预测喷流噪声，并且更进一步的降低噪声以减少对人的干扰和危害，是气逡逑和噪声控制研究方面的重要课题，也是改善国民工业生产环境及影响我国未来航逡逑机发展的重大问题和重要需求。逡逑流噪声研宄现状逡逑音速喷流及其噪声源逡逑亚音速圆口喷流，当高速喷流气体离开喷口时，将与周围的空气发生强烈的掺逡逑成一个以喷管出口为顶点向外线性拓展的锥状体混合区域，其结构图如图！」逡逑
邋起始段逦主体逡逑图１．１喷流特征分布示意图逡逑Ｆｉｇ．邋ｌ．ｌ邋Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋ｊｅｔ邋ｆｌｏｗ逡逑由于喷流中心具有较大的流速，与外围低速气体存在较大的速度差，必然会产生强逡逑烈的涡旋运动，运动不断发生并卷吸周围空气并随喷流运动向下游传播。在喷流内部，逡逑气流收到的扰动很小，揣流强度很低，平均速度仍近似等于喷流出口速度Ｇ。随着流动逡逑发展，喷流与周围流体的掺混自边缘逐渐向中心发展，经过一定距离发展到喷流中心，逡逑自此以后喷流的全断面上都发展成湍流。喷流中心未受掺混影响，仍保持原出口流速的逡逑圆锥形区域称为喷流的势流核心区。随涡流卷吸的发展，与喷流一起运动的流体不断增逡逑多，喷流边界逐渐向两侧扩展，以喷管唇部为顶点，基本上呈对称向内向外线性扩展的逡逑掺混区被称为剪切层或混合层。剪切层内以出口唇部为顶点平行于喷流轴线向下游发展逡逑的路径上湍流强度最强
ｆｒｏｍ邋ｌａｒｇｅ邋ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ逡逑ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ逡逑图１．２亚音速喷流声源及传播方向示意图ｌ２９ｌ逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｓｏｕｎｄ邋ｓｏｕｒｃｅ邋ａｎｄ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ邋ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｕｂｓｏｎｉｃ邋ｊｅｔ邋ｆｌｏｗ［２９］逡逑在国内，也有许多学者从事着射流实验方面的研宄。北京航空航天大学郑克扬，桂逡逑辛民等［３0＿３２］在上世纪９0年代就开始实验研[偵淞髟肷侍猓饕峭ü笛檠橹げ煌义希停崾拢蹋椋纾瑁簦瑁椋欤斓纳啾壤砺鄣氖视们榭觯峁っ鞯笔
本文编号：2808443
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/2808443.html
