任淑杰，张收运，闫桂荣

(西安交通大学航天航空学院，西安 710049)

0 引言

脉动压力又称为气动噪声，在飞行器设计阶段具有重要地位。目前，飞行器表面脉动压力环境的预测主要采用风洞实验和数值计算方法。文献[1－3]均采用风洞实验方法，研究了飞行器表面的脉动压力特性;文献[4－7]分别采用混合 RANS/LES、LES/FWH、LES/APE、LES/Lighthill计算方法，进行了脉动压力环境预示。但风洞实验耗资大，且重复性较差，而现有数值计算方法均采用LES求解流场，LES对计算网格要求很严，造成流场计算耗时。

为实现对飞行器脉动压力环境的快速求解，Morris等人在1996年首次提出了一种采用雷诺平均N-S方程(RANS)求解流场，再采用非线性噪声求解方程(NLAS)求解声场相结合的混合方法，并用于超声速来流三维轴对称喷流噪声的预示，但忽略了粘性扰动项的影响[8]。Batten等人在2002年进行了改进，考虑了粘性扰动项的影响[4，9]，并用于汽车后视镜和密封腔气动噪声的预测。此方法采用RANS求解流场，使得流场的计算网格较LES更稀疏，节约了计算资源，缩短了计算时间，但尚未用于大型结构的脉动压力环境预示研究。

对于大型火箭结构，跨声速阶段的脉动压力环境相当严重，且有明显的低频峰值信号。低频脉动压力可能与火箭箭体结构低阶模态接近，进而导致火箭箭体结构的疲劳甚至破坏。因此，准确预测火箭表面的脉动压力，对火箭结构安全至关重要。

然而，直接将改进的RANS/NLAS方法用于大型火箭结构的脉动压力环境预示时，由于火箭结构尺寸较大，会造成流场和声场求解区域较大。……