李智劳 刘 凡 崔盼礼 郭 艳

中国飞机强度研究所

基于直接边界元法的某型飞行器气动噪声研究

李智劳 刘 凡 崔盼礼 郭 艳

中国飞机强度研究所

飞行器在飞行过程中，其表面受到强大气流的作用，内部或外部会产生很大声场。强大的声场不但会造成飞行器内部的控制设备损坏，还可能破坏飞行器本身的结构。本文主要运用计算流场的软件FLUENT和计算声学的软件Virtual Lab来解决气动声学问题。对于流速小于0.3马赫时的流场，将结构表面的脉动压力转化为结构表面的偶极子，然后计算由偶极子引起的声场分布。本文的研究成果对后续继续研究飞行器气动噪声问题打下了基础，具有重要的工程应用价值。

飞行器；声场；流场；脉动压力；气动声学

1 引言

现代高速弹道导弹在飞行过程中，由于机体上各部件所产生的宽带噪声而引起气流分离流、旋涡、湍流以及其附面层流相互干扰等现象对导弹飞行的气动性能必然产生十分重要的影响，这种影响还产生许多非定常的气动现象，对飞行器表面压力分布产生极大的影响，从而直接关系到导弹的命中精准度甚至其结构安全。因此研究飞行器各部件噪声(包括发动机及其喷流产生的噪声)的产生、发展以及对飞行器的影响和相互作用是对空气动力学界的严峻挑战，同时也是空气动力学与气动声学研究领域的良好机遇。

2 偶极子声源

偶极子声源可以看做是由两个距离很近，振幅相同，相位相差的振动脉动球源组成的，存在于具有较高气流速度的气流场中，其辐射声功率为：