超音速空腔噪声非线性数值模拟及影响因素研究
发布时间：2019-09-11 23:19
【摘要】：将雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程与非线性噪声求解(NLAS)方法相结合,对超音速空腔噪声开展研究。首先与Ma=2状态下武器内埋及分离(WICS)风洞试验进行了对比验证,各监测点的声压级计算值和试验值吻合较好,表明基于湍流重构的NLAS方法能较好地模拟超音速空腔类噪声问题且能显著减少计算网格。对大曲率前缘超音速空腔流动噪声展开了分析,在Ma=2.5时,空腔最大声压级达到了162dB,会造成结构损伤,必须采取相应的降噪措施。在此基础上分别研究了飞行马赫数、高度、攻角、侧滑角变化对声压频谱特性与总声压级的影响,为超音速飞行器的空腔结构设计提供一定的工程参考价值。
【图文】：
湍流运动必须被建模，而包含相干结构或者共振的流动需要求解这些大尺度结构相互影响辐射的噪声。ＮＬＡＳ计算初始统计平均湍流造成的噪声的产生和传播，初始湍流统计平均解可以通过ＲＡＮＳ计算获得，这个统计平均解包含平均流场的基本特征，也给出了强制设定的湍流脉动的统计描述。非线性噪声计算在此统计结果上重构噪声源并高精度地模拟压力脉动的传播。ＮＬＡＳ噪声计算可以使用ＲＡＮＳ网格，也可以在独立的噪声计算网格上插值噪声数据求解。将ＲＡＮＳ统计信息数据插值到单独的噪声网格上可以在更多的各向同性单元上进行噪声求解。由于放宽了近壁面的要求以及截去了外部区域，所以大大减小了总网格数量。ＮＬＡＳ方法耗散性低，通过统计模式获得的平均流场可以获得亚格子尺度的噪声源，，也可以通过平均流场计算扰动。假定对Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ（Ｎ－Ｓ）方程添加一个扰动，将Ｎ－Ｓ方程中每一项表达为统计平均项与脉动项，即鐖＝s早垼垺洌氲剑危臃匠炭梢曰竦梅窍咝缘娜哦匠锑ｑ′
本文编号：2534725
【图文】：
湍流运动必须被建模，而包含相干结构或者共振的流动需要求解这些大尺度结构相互影响辐射的噪声。ＮＬＡＳ计算初始统计平均湍流造成的噪声的产生和传播，初始湍流统计平均解可以通过ＲＡＮＳ计算获得，这个统计平均解包含平均流场的基本特征，也给出了强制设定的湍流脉动的统计描述。非线性噪声计算在此统计结果上重构噪声源并高精度地模拟压力脉动的传播。ＮＬＡＳ噪声计算可以使用ＲＡＮＳ网格，也可以在独立的噪声计算网格上插值噪声数据求解。将ＲＡＮＳ统计信息数据插值到单独的噪声网格上可以在更多的各向同性单元上进行噪声求解。由于放宽了近壁面的要求以及截去了外部区域，所以大大减小了总网格数量。ＮＬＡＳ方法耗散性低，通过统计模式获得的平均流场可以获得亚格子尺度的噪声源，，也可以通过平均流场计算扰动。假定对Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ（Ｎ－Ｓ）方程添加一个扰动，将Ｎ－Ｓ方程中每一项表达为统计平均项与脉动项，即鐖＝s早垼垺洌氲剑危臃匠炭梢曰竦梅窍咝缘娜哦匠锑ｑ′
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