串联圆柱体绕流气动噪声三维数值仿真*
2014-11-26宁方立王善景郭琪磊
机械制造 2014年1期
□ 宁方立 □ 王善景 □ 马 尧 □ 郭琪磊
西北工业大学 机电学院 西安 710072
飞机噪声问题已成为航空界研究的前沿领域和技术难点之一[1]。飞机噪声主要包括发动机噪声和机体噪声,机体噪声包括起落架气动噪声和增升装置气动噪声,尤其是在飞机的起飞和着陆阶段,飞机的机体噪声与发动机噪声已经处在同一水平。Chow L.C.等[2]对空客A340进行试验发现,起落架噪声比襟翼噪声高6dB,所以研究飞机的起落架噪声对降低飞机总体噪声具有重要意义。由于起落架的结构复杂,对起落架的气动噪声直接仿真计算十分困难。起落架的很多部件都具有圆柱体形状,如:机轮、支撑柱、减震器、软管等,可以将这些结构体简化为圆柱体。串联圆柱相对单个圆柱来说,流动更加复杂,呈现更加明显的三维特性,因此通过对串联圆柱体的研究,将为低噪声起落架的噪声预测和制造提供理论性的指导。同时,物体绕流也是一个广泛存在于航空航天、船舶、机械等工程中的实际问题。
国内外对圆柱体绕流研究主要包括数值仿真和试验两类方法。龙双丽等[3]对Re=90 000的二维圆柱绕流气动噪声进行了数值仿真。赵良举等[4]对二维串联圆柱体绕流气动噪声进行了数值模拟。刘敏等[5]使用大涡模拟(Large Eddy Simulation:LES)和 Farassat-1A方程对串联圆柱体进行了流场和声场模拟,研究在不同间距比下流场和远场声场的声压频谱图的变化。Cox J.S.等[6]采用基于 Lighthill的声类比方法与雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程相结合,对单个圆柱体的流场及远场辐射噪声进行仿真。……
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