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简论噪声复杂外形绕流气动噪声计算要求

收藏本文 2024-04-01 点赞:4042 浏览:9124 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:现代航空、航天飞行器中许多部件有着相当复杂的几何外形。当气流流过这些复杂表面时会发生流动分离,并伴随着强烈的速度、压力等脉动,产生强烈的气动噪声。脉动压力过大会导致机身结构的疲劳损伤、精细元件的失灵等,此外强烈的气动噪声还会造成人们身体的不适,由此对飞行器绕流气动噪声的探讨至关重要。本论文采取“CFD(Computational Fluid Dynamics)+CAA(ComputationalAero-Acoustics)”的混合技术路线数值模拟二维复杂外形绕流湍流激励的气动噪声。首先于结构网格上采取有限体积法数值求解RANS方程(Reynolds Averaged Nier-Stokes equations)得到定常背景流场;其次,将背景流场数据插值到声学计算采取的非结构网格上,并基于SNGR策略(the StochasticNoise Generation and Radiation method)构造声学制约方程LEE(Linearized Euler Equations)的右端源项;最后采取高阶间断有限元法数值求解LEE得到噪声场。本论文主要工作包括以下几个方面:(1)结构网格划分,(2)求解RANS方程得到定常背景流场,(3)通过SNGR策略在背景流场的基础上构造随机脉动流场,(4)求解带源项的LEE方程得到声场解,(5)声场求解结果浅析。关键词:气动噪声论文混合策略论文LEE论文SNGR论文高阶间断有限元论文

    摘要4-5

    Abstract5-11

    第一章 绪论11-20

    1.1 引言11

    1.2 声音11-13

    1.3 气动声学13-15

    1.3.1 实验气动声学14

    1.3.2 工程估算14-15

    1.3.3 计算气动声学15

    1.4 历史背景15-16

    1.5 CAA 策略介绍16-19

    1.5.1 直接策略16-17

    1.5.2 混合策略17-19

    1.6 本论文主要工作及内容安排19-20

    第二章 SNGR 模型20-31

    2.1 介绍20-21

    2.2 N-S 方程21-22

    2.3 RANS 方程22-23

    2.4 其他方程23-24

    2.5 扰动参数概述24-28

    2.5.1 速度相关24-26

    2.5.2 速度频谱张量26

    2.5.3 能量谱函数和各向同性湍流26-27

    2.5.4 积分长度尺度27

    2.5.5 Kolmogorov 长度尺度27

    2.5.6 时间尺度27-28

    2.6 随机脉动场构造策略28-30

    2.7 本章小结30-31

    第三章 线化欧拉方程31-35

    3.1 介绍31

    3.2 EULER 方程线化条件31-33

    3.3 线化欧拉方程33-34

    3.4 本章小结34-35

    第四章 DG 法求解 LEE35-40

    4.1 前言35-37

    4.2 LEE 数值求解37-39

    4.2.1 DG 法空间离散 LEE37

    4.2.2 数值通量37-38

    4.2.3 数值积分38-39

    4.2.4 边界条件39

    4.2.5 Runge-Kutta 时间推进39

    4.2.6 并行计算39

    4.3 本章小结39-40

    第五章 数值算例40-56

    5.1 介绍40

    5.2 高精度数据可视化40-41

    5.3 验证算例一41-44

    5.3.1 不足描述41-42

    5.3.2 计算结果42-44

    5.4 验证算例二44-48

    5.4.1 不足描述44

    5.4.2 计算结果44-48

    5.5 验证算例三48-54

    5.5.1 不足描述48

    5.5.2 流场计算结果48-50

    5.5.3 声场计算结果50-54

    5.6 本章小结54-56

    第六章 总结与展望56-58

    6.1 总结56

    6.2 展望56-58

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