刘秋洪, 覃梦阳, 毛义军, 李 波

(1. 西北工业大学, 陕西 西安 710072; 2. 西安交通大学, 陕西 西安 710049)

0 引 言

气动噪声是流体运动以及流体与结构相互作用产生的。声波的产生与传播区域可分为近场、中场和远场三个区域，如图1所示。近场为气动噪声产生和近场传播区域，区域内流动为非线性湍流，存在大的速度和压力梯度，介质运动由可压缩Navier-Stokes(N-S)方程控制，气动声源产生的声波在近场区域内非线性传播。在中场声传播区域内，声波的幅值呈线性变化，但介质非均匀运动，声波在中场的传播可用变系数对流波动方程描述。远场声传播区域内，介质均匀运动，声波的传播过程可由常系数对流波动方程描述。

气动噪声的数值预测的精度与噪声产生机理理论、气动声源数值模拟技术和噪声传播预估方法紧密相关。近20多年来，基于CFD技术的湍流数值模拟方法发展迅速，人们对气动噪声的产生机理有了较为深入的认识，声源的模拟精度也有了大幅提高。由于近场和中场声传播介质及其声学边界条件的复杂性，气动噪声传播的研究进展相对缓慢。大多数学者在对气动噪声传播进行数值预测时，仅考虑气动声源的直接声辐射。这种处理对声学紧致结构(声波波长远大于结构特征尺寸，声波可绕过结构传播)是合适的，而对非紧致结构，声波在向空间辐射的同时，会被结构边界散射。而且，气动声源往往不满足紧致条件(声波波长远大于声源区域特征尺寸)，声波在传播过程中会因介质非均匀运动产生折射效应。……