王红建, 张巧

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安 710072)

飞机起降过程中，前缘缝翼是机体噪声的重要噪声源之一[1]。缝翼噪声频谱主要分为：宽带、低频窄带和高频窄带等。普遍认为，高频窄带噪声是缝翼尾缘涡脱落引起的；宽带噪声则与剪切层周期性撞击壁面有关；Khorrami等[2]认为加速通过缝道区域的对流涡是产生低频窄带噪声的主要原因；Hein等[3]认为低频窄带噪声与声共振有关；而Imamura等[4]将低频窄带噪声与剪切层的非定常振荡和缝道区域的不稳定性联系起来；由此可知，各学者对低频窄带噪声的产生机理仍有争议。

为明确缝翼低频窄带噪声的产生机理，国内外学者已进行过相关研究。König等[5]结合大涡模拟(LES)和声扰动方程(APE)求解远场气动噪声，发现低频窄带噪声(1～3 kHz频率范围内)集中在缝道区域；且其噪声由缝翼尾缘与主翼之间的压力脉动产生；Terracol等[6]采用RANS和LES方法模拟两段翼中缝翼凹腔区域的非定常流动和噪声辐射，发现凹腔中的反馈回路是产生离散低频噪声的原因；并在Rossiter等[7]研究基础上完善了低频窄带噪声的预测模型，但其涡结构在剪切层上匀速运动的假设较为理想化。

POD和DMD方法的提出对缝翼低频噪声产生机理的研究具有重要意义。Souza等[8-9]使用POD方法分析低频窄带噪声对应频率的主要流动特征，发现窄带噪声的幅值由剪切层再附着区及缝道加速流控制；而缝翼凹腔区域的流动主要与剪切层非定常脉动有关。进一步采用湍动能和压力脉动范数进行POD分析，发现大尺度涡结构与噪声频谱主要峰值频率相联系。……