利用三維非結(jié)構(gòu)N-S求解器,對長深比為5:1、寬深比為1:1的開式矩形空腔氣動噪聲進(jìn)行了數(shù)值分析。采用Cubic k-ε湍流模型求解空腔流場并進(jìn)行人工重構(gòu),結(jié)合非線性聲學(xué)求解器（NLAS）預(yù)測空腔近場噪聲特性。通過對比空腔底部聲壓級和功率譜密度的實(shí)驗(yàn)值與計算值,以及實(shí)驗(yàn)值、計算值、公式計算值和高精度格式值的諧振頻率,驗(yàn)證上述計算方法的合理性。為抑制空腔噪聲、改善空腔流場環(huán)境,采取3種修形結(jié)構(gòu),對比4種工況下空腔聲壓級、總聲壓級、Q準(zhǔn)則下的渦等值面及Lamb矢量模云圖,結(jié)果表明,尾緣斜面最有利于降低噪聲,大約可降低5 d B。 

【文章來源】：中國民航大學(xué)學(xué)報. 2020,38(05)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

DNS、LES、Hybird RANS/LES、NLAS所需近壁網(wǎng)格分辨率

驗(yàn)證算例采用文獻(xiàn)[24]中的M219矩形開式空腔，其尺寸長：寬：深（L:W:D)=5:1:1，空腔深為0.101 6 m，在空腔底部設(shè)有10個壓力傳感器（K20～K29），如圖2所示。計算域：進(jìn)口到空腔前緣的距離是7.75 D，空腔尾緣到出口的距離是5.25 D，空腔開口到頂部邊界的距離是17 D，兩側(cè)邊到空腔的距離均為1 D，如圖3所示,其中箭頭為自由來流方向。圖3 空腔流動計算域

其中：U∞和M∞分別為自由來流速度和馬赫數(shù)；γ為壓力波與空腔尾緣碰撞后產(chǎn)生的相位移，取0.29;L為空腔長度，α和κ分別為相位延遲量和對流渦與自由流流速比，κ取0.57。基于Rossiter公式，Larcheveque等[26]提出，誘導(dǎo)諧振與混合層渦在下游的移動速度和壓力波在空腔上游聲速相關(guān)。表1給出了K29處模態(tài)頻率的實(shí)驗(yàn)值、Rossiter公式估算值、4階高精度格式算值[27]和NLAS計算值。將NLAS方法計算所得的1～4階模態(tài)頻率與實(shí)驗(yàn)值對比，可知1階、2階、4階模態(tài)頻率略高于實(shí)驗(yàn)值且誤差分別為2.6%、3.2%和2.7%,3階模態(tài)頻率與實(shí)驗(yàn)值吻合良好，誤差僅為0.3%。然而，4階高精度格式的1～3階模態(tài)頻率計算值均偏低和4階模態(tài)頻率偏高，誤差分別為-13.2%、-10.3%、-8.6%和2.7%。可知，NLAS方法可以很好地預(yù)測空腔噪聲的模態(tài)頻率。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3609530