基于K-FWH声比拟方法的串列双圆柱气动噪声研究
2021-11-18陈武周毅
北京航空航天大学学报 2021年10期
陈武,周毅
(南京理工大学 能源与动力工程学院,南京 210094)
飞机的气动噪声问题是航空航天工程领域中不可忽视的研究内容之一。飞机的气动噪声主要分为发动机噪声和机体噪声2类。随着高新技术的发展与应用,发动机噪声被大大降低,因此机体噪声成为飞机噪声的主要噪声[1]。在机体噪声中,飞机起落架和增升装置是主要的气动噪声声源。Chow等[2]对空客A340进行了实验研究,结果发现起落架噪声比襟翼噪声高6 dB。因此,研究飞机起落架的气动噪声对于飞机降噪问题具有重要意义。由于飞机起落架的结构十分复杂,在研究中通常将其简化为串列双圆柱模型[3]。相比较于单圆柱绕流,串列双圆柱的流场更加复杂,流场中不仅存在流体分离、涡脱落过程,还存在上下游圆柱间的流动干扰等非定常流动现象。上下游圆柱产生涡脱落导致其受力发生剧烈变化,从而引起气动噪声。因此,对串列双圆柱绕流气动噪声特性的研究具有重要的学术价值和实际的工程意义。
国内外学者对串列双圆柱绕流问题做了大量的实验和数值模拟研究。美国国家航空航天局的Langley研究中心[4-6]在QFF和BART,风洞中进行了大量的空气动力学实验和声学实验,这些实验研究成为后来研究双圆柱绕流噪声的空气动力学特性和气动噪声特性的基石,大量的数值模拟研究都以此为标准进行后续研究。随着计算机性能的提升和并行数值方法的发展,计算流体力学(CFD)结合FWH(Ffowcs Williams Hawkings)方程的声比拟方法渐渐成熟,成为当前计算流体气动噪声最有应用前景的方法之一[7]。……
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