周期性凸起結構對圓柱繞流流場及聲場影響分析

王俊嬌,馮和英*,,仝帆,王勇

(1. 湖南科技大學 機械設備健康維護湖南省重點實驗室,湖南湘潭 411201;2. 中國空氣動力研究與發展中心 氣動噪聲控制重點實驗室,四川綿陽 621000)

鈍體繞流作為一種普遍的流動現象廣泛存在于風工程及航空航天等領域中。近年來,隨著發動機降噪技術的不斷進步,機體噪聲成為飛機噪聲中的一個重要因素,而在飛機進場過程中起落架噪聲被認為是機體噪聲的主要來源。然而起落架包含許多部件(如輪子、軸、液壓線等),不同的部件之間的非定常流相互作用使得起落架的流場及聲場難以預測。為了預測起落架不同部件的非定常流場及聲場特性,研究者們將起落架分為多個聲學元素,每個原件都被簡化為一個圓柱體,通過串聯圓柱簡化起落架模型,體現其復雜的流動現象及氣動噪聲主要特征[1]。因此,單圓柱、多圓柱干涉(以串列雙圓柱模型為主)的流場及聲場的預測開始受到廣泛的研究,同時也發展出了一些降噪控制手段。

圓柱繞流流動現象被廣泛研究[2-3],Zdravkovich[2]將光滑圓柱在均勻流中的流動分為層流、層流過渡、亞臨界(在自由剪切層中過渡到湍流)、臨界(在邊界層中過渡到湍流)和完全湍流五種不同的流動狀態。其中,亞臨界狀態雷諾數為(350～400)(1×105～2×105),完全湍流狀態對應的雷諾數則更高。Schlinder等[4]對單圓柱的渦脫落噪聲進行了全面的研究,他們測量了大范圍雷諾數(2×104

為控制圓柱的渦脫落噪聲,Schlinder等[4]研究了表面粗糙度對渦脫落噪聲的影響。……