论文摘要：一种小尺度湍流喷流噪声预测方法的研究与应用

本文对Tam和Auriault提出的小尺度湍流喷流噪声预测方法(TA方法)进行了研究，并应用其对热喷流噪声和双涵道喷流噪声进行了预测，结果表明在一系列算例中TA方法的预测结果与实验数据对应情况较好。 TA方法计算时需要输入平均流场信息，因此流场的准确性对其预测结果有很大影响。本文通过CFX软件的接口功能，在该软件中实现了Tam和Ganesan提出的改进 湍流模型，计算结果较原始CFX软件有了一定的改进。 另外，本文以TA方法为基础，针对热喷流噪声预测，考察了Tam等针对热喷流噪声预测提出的改进声源模型，以及分别由Khavaran等人和Harper-Bourne提出的两种声源模型，并考虑了一种频率相关长度尺度。结果表明由Khararan等和Harper-Bourne提出的两种声源模型并不适用于热喷流噪声预测，而Tam等提出的改进声源模型与频率相关长度尺度的结合可以在低马赫数下(0.5, 0.6, 0.7)高频部分给出更好的预测结果。 最后，本文进行了双涵道喷流实验，测量了远场观察点频谱并将预测结果和实验数据进行了对比。预测结果与实验值在趋势上一致，在高频部分两者具体数值有一定差异。对分开排气式喷管研究了内涵马赫数变化对频谱的影响。结果表明在速度比(外涵速度与内涵速度之比)较低时，在各个辐射角度频谱随内涵马赫数增大在整个频率范围内增长。同时考察了喷管几何构造变化对频谱的影响。对分开排气式喷管，考察了两个内涵喷管伸出距离，对应的伸出比分别为5.59和8.94 (伸出比为伸出距离与外涵喷管出口内外半径之差的比值)。对混合排气式喷管，考察两个外涵喷管伸出距离，分别为1倍和2倍外涵喷管直径。在三个速度比下(0.254, 0.506, 0.755)，将分开排气式喷管和混合排气式喷管分别与内外涵出口共面喷管进行对比，结果表明在各工况和辐射角度下，两个分开排气式喷管与共面喷管的频谱基本相同。在低速度比时(0.254)，混合排气喷管对应频谱会出现尖峰，伸出距离为2倍外涵喷管直径的喷管其尖峰更明显一些。速度比提高后，两个混排喷管与共面喷管的频谱结果在各辐射角度都基本相同。

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