免费论文：超音喷流啸音产盼望制的数值模仿接洽

在一定前提下，不实足伸展的超音速喷流会发出一种分割的纯音重量，称为啸音。从1951年Powell第一次从试验中查看到啸音此后，多数的接洽者对这一局面举行了接洽，然而仍旧生存着很多没有处置的题目，比方喷流啸音的幅值猜测和发声体制等。本文华用计划气动声学本领数值模仿了低超音马赫数(1.05-1.20)下轴对称喷流啸音以及高贵音马赫数(1.17-1.60)下不商量喷管内震动的全三维圆管喷流啸音。主要控制方程沿用雷诺平衡Navier-Stokes方程，湍流模子沿用过程Turpin & Troyes窜改过系数的规范k-epsilon模子以精确猜测喷流流场。在自在喷流地区空间分割沿用频散关系维持方法，喷管内地区沿用高阶顶风差分方法，功夫分割沿用两层保存情势的广播段散低耗散五六步Runge-Kutta法。按照边境处的震动特性沿用了各自符合的无曲射边境前提。正文在以次几个上面博得了确定的发达： 数值模仿猜测的喷流平衡流场截止与试验截止比较均适合得很好。轴对称与全三维数值模仿猜测的喷流啸音射程和幅值与其余接洽者的试验截止比较适合得很好，精确捕获到了啸音模态腾跃局面。同声创造，马赫数范畴1.17-1.20的居于摆动模态(B mode) 的喷流啸音必需沿用全三维数值本领模仿，而不许沿用其余接洽者引荐的轴对称本领。对轴对称喷管内边境层厚薄的感化举行了提防接洽，当直喷管Mj=1.10喷流喷管内边境层厚薄由0.0减少到0.04D时，啸音幅值低沉了约1.6分贝。 对轴对称景象下喷流中非定常激波系的分割、挪动以及兼并局面举行了精细领会，领会论断与Panda的试验领会截止普遍。对喷嘴唇口体验性的领会截止表白，体验性进程与喷管固壁邻近的吸入流、进取游传递（大概曲射）的声波和薄剪切层间的压力梯度以及唇口邻近薄剪切层的不宁静性相关。 对全三维数值模仿的喷流流场的领会表白，啸音的摆动／回旋模态与喷流流场的摆动／回旋状况出色关系，当喷流啸音表露摆动大概回旋模态时，流场构造也居于摆动大概回旋状况，这与圆喷管喷流轴向截面流场该当为圆形的直觉思想不普遍。然而，过程长功夫平衡后的平衡流场不复生存摆动大概回旋状况，其周向流场好像平均普遍，证明摆动大概回旋在长功夫标准上在周进取是时机均等的。 对商量喷管内震动的轴对称Mj=1.10喷流流场举行了本征正交领会领会(Proper Orthogonal Decomposition, POD)，创造轴对称喷流啸音由前两阶特性模态主宰，各别轴向场所流向速率的POD特性值随轴向场所的变革与剪切层大标准不宁静波能量随轴向场所的变革普遍，不妨经过领会POD特性值的变革决定大标准不宁静波与激波彼此效率的场所，进而决定了啸音发声的场所；而喷流近场压力的POD一阶和二阶特性模态代办了喷流中的驻波散布，其散布与Chan的偶极子表面计划截止及试验图像特殊一致。 对喷流三维流场的POD领会表白，Mj=1.30喷流（啸音表露摆动模态）的一阶周向模态的前两阶特性模态为摆动模态，在啸音爆发进程中占主宰位置，对应啸音模态为摆动模态，摆动模态并不是由两个反向的回旋模态合成，这与Ponton &Seiner的定性领会不普遍；而Mj=1.42喷流（啸音表露回旋和摆动模态，回旋模态占主宰位置）一阶周向模态的前两阶特性模态为两个差异目标回旋的回旋模态，个中一阶模态占主宰，与较弱的啸音摆动模态关系的是一阶和二阶特性模态合成的截止，两个差异目标回旋的模态合成会产生一个摆动模态，这与Ponton & Seiner的试验领会普遍。

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