非紧致阻抗圆柱气动噪声数值预测与控制方法

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1、第37卷第1期噪声与振动控制Vol37No.12017年2月NOISEANDVIBRATIONCONTROLFeb.2017文章编号：1006-1355(2017)01-0035-05+48非紧致阻抗圆柱气动噪声数值预测与控制方法123宋亚辉，刘亚梅，刘秋洪（1.中国飞行试验研究院，西安710089；2.西安远方航空技术发展总公司，西安710089；3.西北工业大学航空学院，西安710072）摘要：为预测非定常流动与非紧致阻抗固体边界相互作用产生的气动噪声，开发一种基于精确格林函数和声模拟理论的气动噪声数值预测方法。非紧致阻抗边界

2、对声波的散射作用计入精确格林函数，远场噪声采用FW-H方程计算。对具有任意几何外形的非紧致阻抗边界，采用边界元方法计算满足声学硬边界或声学阻抗边界条件的精确格林函数。同时，推导了具有阻抗边界条件的二维非紧致圆柱精确格林函数的解析解用以验证数值计算方法。数值计算结果表明数值解与解析解的结果一致，数值解要取得好的网格收敛效果需要在一个波长内布置至少20个网格点。圆柱绕流气动噪声预测结果表明，非紧致边界的阻抗特性对声传播有显著影响，采用合适的阻抗布置方式可以取得有效的噪声控制效果。关键词：声学；气动噪声；声模拟；格林函数；阻抗边界；非紧

3、致边界中图分类号：O42；O355文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2017.01.008NumericalPredictionandControlMethodofAerodynamicNoisefromaNon-compactCircularCylinderwithImpedanceBoundaries123SONGYa-hui,LIUYa-mei,LIUQiu-hong(1.ChinaFlightTestEstablishment,Xi’an710089,China;2.Xi’anYu

4、anFangGeneralAviationTechnologyDevelopmentCorporation,Xi’an710089,China;3.SchoolofAeronautics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China)Abstract:Inordertopredictthenoiseinducedbytheinteractionbetweentheunsteadyflowandthesolidboundaries,anaerodynamicnoisepr

5、edictionmethodisproposedbasedontheexactGreen’sfunctionandacousticsimulationtheory.Thescatteringeffectfromthenon-compactbodieswithimpedanceboundariesisevaluatedbytheexactGreen’sfunction.Thesoundfar-fieldsarepredictedwiththeFW-Hequation.Fortheboundariesofarbitrarilyshap

6、ednon-compactbodies,theBEMisusedtocalculatetheexactGreen’sfunctionwhichsatisfiestheacoustichardboundaryconditionorimpedanceboundarycondition.Meanwhile,theanalyticalsolutionoftheexactGreen’sfunctionforatwo-dimensionalnon-compactcylinderwithanimpedanceboundaryconditioni

7、sderivedforvalidation.Theresultsshowthatthenumericalsolutionandtheanalyticalsolutionareinexcellentagreementwhenthenumberofthegridpointsperacousticwavelengthreaches20.Moreover,theimpedanceofthenon-compactbodyhasastrongimpactonthesoundpropagation.Aneffectivenoisereducti

8、oncanbeachievediftheimpedanceisproperlydistributed.Keywords:acoustics;aerodynamicnoise;acousticanalogy;Green’sfunction;imped