【摘要】：將雷諾平均Navier-Stokes(RANS)方程與非線性噪聲求解(NLAS)方法相結(jié)合,對超音速空腔噪聲開展研究。首先與Ma=2狀態(tài)下武器內(nèi)埋及分離(WICS)風(fēng)洞試驗進行了對比驗證,各監(jiān)測點的聲壓級計算值和試驗值吻合較好,表明基于湍流重構(gòu)的NLAS方法能較好地模擬超音速空腔類噪聲問題且能顯著減少計算網(wǎng)格。對大曲率前緣超音速空腔流動噪聲展開了分析,在Ma=2.5時,空腔最大聲壓級達到了162dB,會造成結(jié)構(gòu)損傷,必須采取相應(yīng)的降噪措施。在此基礎(chǔ)上分別研究了飛行馬赫數(shù)、高度、攻角、側(cè)滑角變化對聲壓頻譜特性與總聲壓級的影響,為超音速飛行器的空腔結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一定的工程參考價值。
【圖文】：

湍流運動必須被建模，而包含相干結(jié)構(gòu)或者共振的流動需要求解這些大尺度結(jié)構(gòu)相互影響輻射的噪聲。ＮＬＡＳ計算初始統(tǒng)計平均湍流造成的噪聲的產(chǎn)生和傳播，初始湍流統(tǒng)計平均解可以通過ＲＡＮＳ計算獲得，這個統(tǒng)計平均解包含平均流場的基本特征，也給出了強制設(shè)定的湍流脈動的統(tǒng)計描述。非線性噪聲計算在此統(tǒng)計結(jié)果上重構(gòu)噪聲源并高精度地模擬壓力脈動的傳播。ＮＬＡＳ噪聲計算可以使用ＲＡＮＳ網(wǎng)格，也可以在獨立的噪聲計算網(wǎng)格上插值噪聲數(shù)據(jù)求解。將ＲＡＮＳ統(tǒng)計信息數(shù)據(jù)插值到單獨的噪聲網(wǎng)格上可以在更多的各向同性單元上進行噪聲求解。由于放寬了近壁面的要求以及截去了外部區(qū)域，所以大大減小了總網(wǎng)格數(shù)量。ＮＬＡＳ方法耗散性低，通過統(tǒng)計模式獲得的平均流場可以獲得亞格子尺度的噪聲源，，也可以通過平均流場計算擾動。假定對Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ（Ｎ－Ｓ）方程添加一個擾動，將Ｎ－Ｓ方程中每一項表達為統(tǒng)計平均項與脈動項，即鐖＝s早垼垺�，代葰鑴ξ－Ｓ方程可以获得犯[咝緣娜哦匠銻ｑ′

本文編號：2534725