T-S波與邊界層尾緣相互作用的數(shù)值研究.pdf

1、流體中脈動(dòng)產(chǎn)生噪聲的機(jī)理是氣動(dòng)聲學(xué)研究飛行器噪聲的關(guān)鍵問題之一.現(xiàn)代噴氣式飛機(jī)在起飛和著陸時(shí)將發(fā)出強(qiáng)大的噪聲.其主要噪聲源之一,是在機(jī)翼的尾緣、噴流發(fā)動(dòng)機(jī)的出口處,流體流過尾緣時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈脈動(dòng).邊界層中的擾動(dòng)在尾緣處可能產(chǎn)生較強(qiáng)的散射;上游中的擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致尾跡流中的不穩(wěn)定波產(chǎn)生;邊界層中的擾動(dòng)與尾跡流產(chǎn)生的不穩(wěn)定波相互作用,這些都是可能的噪聲源.目前這類流動(dòng)產(chǎn)生噪聲的機(jī)理人們還不太清楚.該文用直接數(shù)值模擬的方法,研究了二維亞音速的情況下,

2、上下來流相同的流體流過一無限薄平板時(shí),平板單邊的T-S波和尾緣及尾跡流相互作用產(chǎn)生聲場(chǎng)的可能性.在計(jì)算定常的基本流時(shí),為消除機(jī)器誤差,在尾緣以后對(duì)應(yīng)中心線上采用了限制條件:若|v|≤10<'-12>,則將v賦成0.我們分別對(duì)四種情況進(jìn)行數(shù)值研究,得出如下結(jié)論:(1)平板尾緣以后對(duì)應(yīng)中心線上全部加限制條件.當(dāng)T-S波傳過尾緣以后,尾緣對(duì)其基本上沒有影響;T-S波的頻率和波長(zhǎng)都沒變,也沒有聲波產(chǎn)生.(2)在平板尾緣以后對(duì)應(yīng)中心線上某點(diǎn)以后用

3、限制條件.由于流動(dòng)中的擾動(dòng)在流場(chǎng)中加條件的位置上被限制,這相當(dāng)于在該點(diǎn)加了一個(gè)強(qiáng)的擾動(dòng).這個(gè)擾動(dòng)將產(chǎn)生類似點(diǎn)源產(chǎn)生的聲場(chǎng),聲場(chǎng)的波動(dòng)特征與加在入口處的T-S波沒有直接的關(guān)系,而與尾跡流中的不穩(wěn)定波有關(guān)系.(3)不加限制條件,初始時(shí)在平板上側(cè)加入T-S波,然后在計(jì)算域的入口處加相應(yīng)的T-S波.這時(shí),流動(dòng)中初始階段出現(xiàn)了類似由點(diǎn)源產(chǎn)生的聲場(chǎng),但是該聲場(chǎng)不能持續(xù)維持.其原因是由于初始時(shí)刻T-S波在尾緣處突然間斷.(4)不加限制條件,只在計(jì)算域