倪小松，肖新标，刘浩楠

基于波数－频率谱的腔体流动自持续振荡频率研究

倪小松，肖新标*，刘浩楠

（西南交通大学 牵引动力国家重点试验室，四川 成都 610031）

在目前普遍认可及广泛应用的腔体流动自持续振荡噪声频率预测方法Rossiter半经验公式中，只给出了经验常数的推荐值，并没有给出具体的计算方法。为此，本文采用数值模拟的方法确定值。首先，采用LES湍流模型建立腔体自持续振荡噪声预测模型。进而，分析腔体内部监测点，得到前三阶噪声峰值频率，并与取推荐值（0.57）的Rossiter公式预测频率进行对比，预测结果存在一定的误差。然后，通过分析腔体后缘湍流脉动压力的波数－频率谱，得到值为0.63并代入Rossiter公式，得到前三阶噪声峰值频率并与数值模拟结果吻合较好。结果表明，利用分析湍流脉动压力的波数－频率谱确定经验常数的方法是可行的，并且能够提高Rossiter公式预测频率的准确性。

腔体流致噪声；峰值频率；Rossiter公式；波数－频率谱

腔体结构广泛存在于航空航天、航海、汽车、轨道交通等领域，如战机上的武器舱、船舶上的流水孔、汽车的天窗以及高速列车的车厢连接处。当腔体结构高速运行时，来流撞击到腔体后缘，复杂的反馈过程会使空腔上方剪切层形成持续振荡，从而导致空腔产生强烈的噪声，属于简单的流体动力学作用。当剪切层的自持续振荡频率与腔体结构的声学特性（Helmholtz共振或声学驻波模态）发生耦合时，腔体的噪声峰值将进一步加大，属于流体声学共振作用。……