脈沖爆轟發動機爆轟噪聲場區域劃分及其數值模擬

黃孝龍，許桂陽，翁春生，李寧

(南京理工大學 瞬態物理國家重點實驗室，江蘇 南京210094)

0 引言

脈沖爆轟發動機(PDE)是一種新型發動機，與傳統發動機相比，具有燃燒效率高，結構簡單等優點。但是，與其他發動機一樣，PDE 在工作過程中會產生較大噪聲，對相關工作人員和設備的正常工作會產生較大影響。因此，對其噪聲的研究，具有重要意義。

Boesch 等［1］測量了PDE 管外軸線上不同距離處的爆轟噪聲，并通過理想沖擊波理論，較為準確地預測出了爆轟波的爆轟噪聲峰值和頻譜變化。Glaser 等［2］對PDE 出口不同距離、不同方位角處的噪聲進行了測量，發現:隨著出口距離的增加，聲壓峰值逐漸減小;并且沖擊波傳播速度在出爆轟管口很短的距離內，迅速衰減為聲速;聲壓輻射曲線，呈現出明顯的指向性;并通過定義參考半徑，將爆轟發動機聲場分為強沖擊波區和弱沖擊波區，分別給出了PDE 爆轟噪聲峰值在參考半徑內外的變化規律，與實驗測量所得噪聲峰值變化規律一致。He 等［3］對PDE 的爆轟噪聲做了初步的數值模擬研究，計算了爆轟管內和管外不同位置的聲壓級，并通過傅里葉轉換初步得到了爆轟噪聲聲壓級的估計值，峰值聲壓常出現在頻率為330 Hz 范圍。Eerden 等［4］在求解點爆炸產生的沖擊波由近場強非線性區向遠場線性區轉變的過渡過程中，提出劃分計算區域的思想，采用不同的方法求解不同區域的控制方程，并與采用一種計算方法得到的結果對比，得出區域劃分可以更好地模擬點爆炸聲場傳播特性的結論?！?br>