低速开式空腔自激反馈流场结构与流致噪声的风洞试验研究

发布时间：2021-06-13 03:50

　　本文主要针对低速开式空腔流动自激振荡产生噪声问题,在0.55 m×0.4 m航空声学风洞开展了不同低马赫数（0.1/0.15/0.2/0.25）条件下长深比为2的空腔腔内流场结构和噪声特性风洞试验研究。通过利用高频粒子图像测速技术捕捉腔内流场结构,分析了腔内声波传递路径;完成空腔远场噪声和壁面压力测试,分析了噪声自激振荡模态和简正波模态,并对空腔壁面脉动压力和远场噪声进行压/声相关性研究。结果表明:空腔内部除主涡外,在腔口前缘处剪切涡与腔口后缘处碰撞涡明显存在;在875 Hz,1288 Hz,1875 Hz,2050 Hz四个频率附近出现了由声腔共振所致的单频噪声;壁面压力与远场噪声密切相关,在壁面压力主频位置有明显单频噪声出现。 

【文章来源】：声学学报. 2020,45(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图８给出了空腔内部脉动压力均方根的曲线??图

腔底?后壁??ｓ／Ｄ??ｘ！Ｄ??ｉＪＤ??編？腔脉动输方裉曲线??６期??还没有完全发散，撞击腔体后壁后，一部分剪切流随??来流向下游运动，一部分沿腔壁向下运动，由ｆ剪切??层的“封闭”作用，腔内压力脉动变化不大，腔底脉??动压力变化平缓，但由ｆ?０由剪切流不断撞击空腔??诗壁，受腔底固壁约束，在后壁深度方向上脉动压力??急剧下降，同时由Ｔ－撞击不断补充能；＆空腔内府部??脉动压力高７４前半部分，使得Ｋ力波在腔内不断地??向上餘方向推进。??３．２噪声特性分析??图９给出了四种典型风速下，由４号传声器测??得的背景噪声与空腔过顶噪声频谱曲线图。结果表??明，空腔主要在２００？２０００?Ｈｚ这一频带菹围内产生??明显纯音噪声，噪声幅值较背景噪声要高出１０?ｄＢ；??在更高频区域范围内，空腔噪声被背景噪声覆盖。在??３４?ｆｌｉ／ｇ时，曲线呈现的幅频特性不明显，无法完全??区分出某一激振频率下对应的幅值，但可以断定在??２００？１０００?Ｈｚ范围内，空腔内部扫激噪声存在。表１??给出了?５１?ｍ／Ｓｌ?６Ｓ?ｎｔ／ｖＳＢ．?ｍ／ｓ三个风速下Ｔ第２４??阶振荡模态对应的振荡频、率和噪声幅值。在．５１?ｍ／ｓ??时，随着速度的增加，纯音特性逐渐明显，在揚５也，??９０??．??空腔赚＊?－??８０??－?—重＿＿?．??．?一－－－背景噪声??７０??八八?一麵翁声，??９?６０??ｇ?５０??￡＞０??＇＇Ｖｕ??４０??３０??２０??前壁??Ａ?ＶＡ．??ｏｏｏｏｏｏｏｏ??０５０５０５０５??４?３?３?２?２?１

图１３空腔不同涡系结构??

【参考文献】：
期刊论文
[1]尺度适应模型用于模拟射流流量对空腔压力脉动的抑制[J]. 余培汛,白俊强,郭博智,韩啸,韩珊珊.  声学学报. 2015(01)
[2]方腔流致振荡及噪声的数值研究[J]. 万振华,周林,孙德军.  空气动力学学报. 2012(03)
[3]空腔流激振荡发声的数值模拟研究[J]. 李晓东,刘靖东,高军辉.  力学学报. 2006(05)
[4]流动诱导空腔振荡频率方程的改进[J]. 张强.  振动工程学报. 2004(01)

博士论文
[1]管道空腔流声耦合振荡及压电振子流动控制技术的研究[D]. 朱幼君.上海交通大学 2010



本文编号：3226933