基于NLAS空腔噪声被动控制数值模拟

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1、第４５卷第５期航空计算技术Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．５２０１５年９月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＳｅｐ．２０１５基于ＮＬＡＳ空腔噪声被动控制数值模拟１２１陈滨琦，王一丁，童明波（１．南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京２１００１６；２．成都飞机设计研究所，四川成都６１００９１）摘要：脉动压力（噪声）预测是飞行器内埋弹舱关键技术之一，非线性噪声求解方法是近年来新提出的一种噪声求解方法。为研究新方法对于空腔噪声的预测性能，选取长深比为５：１的空腔进行研究，计算了马赫数Ma＝０．８５条件下的空腔噪声。ＲＡＮＳ计算采用Ｃｕｂｉｃk-ε模型

2、用于求解空腔流场，计算得到当地雷诺应力张量和热通量的统计平均值，将其插值到噪声计算网格，根据这一统计平均结果对湍流进行人工重构。通过与试验结果对比，验证了方法预测空腔噪声的可靠性，研究了两种被动控制措施对于空腔噪声的抑制作用，结果表明，带ＲＦ和ＳＴＳ的腔体内部的压力幅值及总声压级都明显降低，且ＳＴＳ的抑制效果更好。关键词：非线性噪声求解；脉动压力；空腔噪声；被动控制中图分类号：Ｖ２１１．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１-６５４Ｘ（２０１５）０５-００５４-０４CavityNoiseAnalysisandPassiveControlusingNLASMet

3、hod１２１ＣＨＥＮＢｉｎ-ｑｉ，ＷＡＮＧＹｉ-ｄｉｎｇ，ＴＯＮＧＭｉｎｇ-ｂｏ（１．CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing２１００１６，China；２．ChengduAircraftDesignandResearchInstitute，Chengdu６１００９１，China）Abstract：Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓａｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅｗｅａｐｏｎｂａｙｏｆａｉｒｃｒ

4、ａｆｔｃａｖｉｔｙ．Ｎｏｎ-ＬｉｎｅａｒＡｃｏｕｓｔｉｃｓＳｏｌｖｅｒ（ＮＬＡＳ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｓａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｔｏａｎａｌｙｚｅｎｏｉｓｅｒｅｃｅｎｔｌｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅ－ｖａｌｕａｔｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ａｌｅｎｇｔｈｔｏｄｅｐｔｈｒａｄｉｏｏｆ５：１ａｔＭａｃｈ０．８５ａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＬｏｃａｌＲｅｙｎｏｌｄｓｓｔｒｅｓｓｔｅｎｓｏｒａｎｄｈｅａｔｆｌｕｘａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇＲＡＮＳｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｎＣｕｂｉｃｋ-εｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｎｉｎｔｅｒｐｏｌａ－ｔｅｄｉｎｔｏ

5、ａｃｏｕｓｔｉｃｍｅｓｈ．Ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｉｓｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｖｅｒａｇｅｒｅｓｕｌｔ．Ｉｔｓｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｓｃｈｅｃｋｅｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ＮＬＡＳｍｅｔｈｏｄｉｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｉｎ－ｈｉｂｉｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｐａｓｓｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃａｖｉｔｙｎｏｉｓｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｍｐｌｉｔｕｄｅａｎｄＯＡＳＰＬｉｎｓｉｄｅｃａｖｉｔｙ

6、ｗｉｔｈＲＦａｎｄＳＴＳａｒｅｒｅｄｕｃｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ａｎｄＳＴＳｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎＲＦ．Keywords：ｎｏｎ-ｌｉｎｅａｒａｃｏｕｓｔｉｃｓｓｏｌｖｅｒ；ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｃａｖｉｔｙｎｏｉｓｅ；ｐａｓｓｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ引言便宜，通过破坏Ｒｏｓｓｉｔｅｒ反馈机制达到降低噪声的目空腔结构在航空航天领域非常常见，最常见的空的，但是被动控制措施一般只有在设计马赫数下作用腔形式包括起落架系统、内埋武器弹舱。对于军用战最为明显。在本文中，研究了ＲｅｃｔａｎｇｕｌａｒＦｅｎｃｅ（ＲＦ）斗飞行器，当内埋武器弹舱舱门

7、打开暴露于外流之中，及ＳｑｕａｒｅＴｏｏｔｈＳｐｏｉｌｅｒ（ＳＴＳ）两种被动控制措施。流场的湍流特性会导致空腔流动产生不稳定性，弹舱计算气动声学常用的方法包括ＤＮＳ、ＬＥＳ及ＤＥＳ将承受很大的气动噪声载荷，这将导致内埋武器或者等，但是这些方法有个共同的缺点，即需要消耗大量的［１］飞机结构的疲劳破坏，影响弹舱内各组件的寿命。在计算资源。Ｂａｔｔｅｎ于２００２年提出了ＮＬＡＳ算法，武器分离时会产生附加力矩，限制飞行器内埋武器的ＮＬＡＳ方法通过对湍流物理量进行重构可以兼顾亚格使用包线。国内外对空腔噪声机理及控制措施进行了子尺度声源的影响，在保持计算精度的同时降低

8、了网［２－３］大量研究，目前主要有三种流动控制方法：被动控制、格需