【摘要】：空腔不僅是內(nèi)埋式武器艙和起落架艙的基本結(jié)構(gòu),而且很多發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的凹槽都可以看作是空腔結(jié)構(gòu)。其中開(kāi)式空腔流動(dòng)作為應(yīng)用最廣泛且最復(fù)雜的空腔流動(dòng)類(lèi)型而成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。當(dāng)自由來(lái)流經(jīng)過(guò)開(kāi)式空腔時(shí),開(kāi)式空腔流動(dòng)表現(xiàn)出劇烈的自持振蕩現(xiàn)象,這種非定常的流動(dòng)會(huì)在空腔內(nèi)部誘發(fā)強(qiáng)烈的氣動(dòng)噪聲。強(qiáng)烈的噪聲對(duì)彈機(jī)分離會(huì)產(chǎn)生不利影響。因此開(kāi)式空腔流動(dòng)及控制的研究在工程應(yīng)用領(lǐng)域具有極高的現(xiàn)實(shí)意義。本文采用延遲分離渦模擬方法數(shù)值模擬了超聲速和亞聲速下的開(kāi)式空腔流動(dòng)。通過(guò)研究超聲速開(kāi)式空腔前緣波系的演化過(guò)程,發(fā)現(xiàn)了超聲速開(kāi)式空腔前緣波系的間歇特性。對(duì)比分析了亞聲速和超聲速流動(dòng)機(jī)理的不同。提出了在前緣附近放置三角形擾流柱這種較為創(chuàng)新的被動(dòng)控制方法。并根據(jù)擾流柱距前緣距離不同數(shù)值模擬了兩種控制方案。并將這兩種控制方案分別應(yīng)用到超聲速和亞聲速開(kāi)式空腔的流動(dòng)控制中,對(duì)比了兩種控制方案的控制效果。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),超聲速開(kāi)式空腔剪切層在前緣的不穩(wěn)定性表現(xiàn)出交替誘發(fā)間歇出現(xiàn)的壓縮波和膨脹波。其中一個(gè)流動(dòng)周期內(nèi)出現(xiàn)壓縮波的概率高于出現(xiàn)膨脹波的概率,并定量計(jì)算出壓縮波的間歇因子為28.8%,出現(xiàn)膨脹波的間歇因子為17.1%。兩種控制方案在超聲速開(kāi)式空腔流動(dòng)中均取得了一定的控制效果。并且兩種方案的控制機(jī)理相同,都是剪切層被抬高。其中方案二中的剪切層存在二次被抬高的現(xiàn)象,因此方案二的控制效果最好,空腔中后部(高壓力區(qū))底部總聲壓級(jí)降低幅值達(dá)5~8 dB。相比超聲速開(kāi)式空腔流動(dòng),亞聲速流動(dòng)中剪切層渦脫落的速度變慢,尺度變大。而且大尺度渦在向下游演化的過(guò)程中占據(jù)了空腔內(nèi)部的大部分空間,這導(dǎo)致了亞聲速開(kāi)式空腔流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲中寬頻帶噪聲占據(jù)了主導(dǎo)。兩種控制方案在超聲速開(kāi)式空腔流動(dòng)中同樣也都取得了一定的控制效果。方案一比方案二的控制效果要好,空腔中后部(高壓力區(qū))底部總聲壓級(jí)降低幅值達(dá)10 dB。值得注意的是通過(guò)對(duì)空腔底部的壓力測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行FFT發(fā)現(xiàn)方案二中測(cè)量點(diǎn)的寬頻帶噪聲一直最高。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V271.4
【圖文】：

沈陽(yáng)航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 引 言各種戰(zhàn)機(jī)的革新?lián)Q代，對(duì)戰(zhàn)機(jī)的高突了近些年國(guó)際上研究的熱點(diǎn)。隱身性身性就必須減小飛機(jī)的雷達(dá)反射面加了飛機(jī)的飛行阻力不利于提高機(jī)武器Qg埋不僅減小戰(zhàn)機(jī)的附加阻力還機(jī)身的 RCS 從而提高了隱身性。此而改變。近些年來(lái)以美國(guó)為代表的 機(jī)都采用了Qg埋式武器艙。因此武器

沈陽(yáng)航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文超出此馬赫數(shù)范圍，Rossiter 公式的精準(zhǔn)性大大下下空腔純音頻率預(yù)測(cè)。在 Rossiter 的研究基礎(chǔ)上，后的 Heller 半經(jīng)驗(yàn)公式為：2 1/2[ ](1 [( 1)/ 2] ) 1/ kmvU mfL M M 為空氣的比熱比。其余各常數(shù)取值與 Rossiter 公式Heller 和 Bliss[8]詳細(xì)地分析和論述了開(kāi)式空腔中剪切充到了聲學(xué)領(lǐng)域。剪切層和空腔后壁之間的作用產(chǎn)運(yùn)動(dòng)并作用于周?chē)黧w，最終聲波與空腔前壁作用一個(gè)聲波反饋回路（如圖 1.2）。

第 3 章 超聲速開(kāi)式空腔前緣波系研究聲速開(kāi)式空腔的流動(dòng)及波系結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。N.Zhuang[10]和 Ryan F.Schmit[像法分別觀察到超聲速開(kāi)式空腔附近明顯的波系結(jié)構(gòu)。而超聲速開(kāi)式空腔產(chǎn)生和演化過(guò)程與剪切層的輸運(yùn)有著密切的聯(lián)系，這對(duì)我們研究剪切層的波的產(chǎn)生至關(guān)重要。早些之前 H.Heller[51]就通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法觀察到了剪切層現(xiàn)在前緣處交替出現(xiàn)的凹凸運(yùn)動(dòng)。而這種運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的結(jié)果是前緣處誘發(fā)產(chǎn)壓縮波和膨脹波。當(dāng)時(shí) H.Heller 把這些波統(tǒng)稱(chēng)為“準(zhǔn)壓縮波”。后來(lái) N.Zh文章中簡(jiǎn)單提及到，自由來(lái)流剪切層在空腔前緣處，由于不穩(wěn)定造成剪切下“拍打”。章通過(guò)對(duì)超聲速開(kāi)式空腔的數(shù)值計(jì)算結(jié)果處理分析，發(fā)現(xiàn)了前緣附近交替和膨脹波。并通過(guò)定量計(jì)算得出了一個(gè)周期內(nèi)壓縮波和膨脹波出現(xiàn)的間歇聲速開(kāi)式空腔的流動(dòng)及噪聲控制方法研究有重要意義。計(jì)算模型及邊界條件

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本文編號(hào)：2806588