基于流聲分解法的并列雙圓柱流聲數(shù)值模擬

杜炳鑫, 張文平, 明平劍,倪大明,井麗龍

(1.哈爾濱工程大學(xué) 動(dòng)力與能源工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001；2.北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心，北京 102211)

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基于流聲分解法的并列雙圓柱流聲數(shù)值模擬

杜炳鑫1, 張文平1, 明平劍1,倪大明2,井麗龍1

(1.哈爾濱工程大學(xué) 動(dòng)力與能源工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001；2.北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心，北京 102211)

摘要：為了研究低流速下多體繞流激噪聲，提出一種基于流聲分解法的雙圓柱繞流激噪聲預(yù)報(bào)方法。在自主開發(fā)的通用流體力學(xué)數(shù)值模擬軟件GTEA基礎(chǔ)上，編寫了雙圓柱繞流噪聲計(jì)算程序。采用單圓柱繞流噪聲計(jì)算，驗(yàn)證了流聲分解法的正確性和可靠性，對(duì)不同圓心距系數(shù)(圓柱間中心距與圓柱直徑之比) S 為1.1、1.7、3.0的并列雙圓柱繞流和噪聲進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。研究表明：并列雙圓柱繞流流場(chǎng)可分成單鈍體繞流、混合繞流、穩(wěn)定流3種形式，3種繞流形式對(duì)應(yīng)3種不同聲場(chǎng)，混合繞流的聲場(chǎng)呈現(xiàn)多極子分布與單圓柱偶極子噪聲分布有明顯不同,流場(chǎng)分布形式直接決定聲場(chǎng)分布形式。

關(guān)鍵詞：流聲分解法；氣動(dòng)噪聲；圓柱繞流；并列雙圓柱；流場(chǎng)分布

計(jì)算氣動(dòng)聲學(xué)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于預(yù)測(cè)各類流噪聲的產(chǎn)生與傳播[1]。當(dāng)前計(jì)算氣動(dòng)聲學(xué)主要可以分為兩類：一是基于lighthill聲類比理論，將流噪聲方程類比為含有源項(xiàng)(四極子、偶極子、單極子)的經(jīng)典聲波動(dòng)方程，然后應(yīng)用成熟的經(jīng)典聲學(xué)方法求解流噪聲。另一類通過對(duì)可壓縮歐拉方程、N-S方程進(jìn)行流體量和聲學(xué)量的變量分解，得到流噪聲的脈動(dòng)速度和壓力的控制方程組后聯(lián)立求解流噪聲。……