航空飞行器发动机燃烧室声振耦合分析

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1、外部圆筒场点的声压分布，为进一步的实际应用研究提供了{丘}=fJ‰函砬屹·扪(7)指导。《．，2声学方法2．1边界元理论为了考虑流体与结构的相互作用，采用基于模态叠加的耦合边界元进行声振响应分析。耦合间接边界元理论：间接边界元计算的声场可以是网格的外声场也可以是内声场，内外声场可以同时计算。当计算发动机燃烧的声场时需要考虑流体与结构的相互作用，因此本文采用耦合边界元计算。对于间接边界元的耦合，间接边界元的网格可以分为两部分，一部分是与结构耦合的边界元网格Qs，另一部分是非偶合的边界元网格oa—s。假设在Qa—s上有已知的法向速度％，

2、这样在整个间接边界元上的单层势盯=0，只需要确定双层势能肛。间接边界元的节点可以分为两部分，一部分是位于亿的nd个节点；另一部分是位于亿的‰个节点，这样双层势可以写为p(r。)=以，{肛n}+％{肛口}，rdE见(1)式中：也。和％分别为与亿和伽一s相关的双层势形函数。对于耦合的结构网格来说，除了直接作用在结构上的力或者力矩外，还需要有声压差作用即双层势产生的荷载，这样在结构动力学方程中，就需要增加双层势荷载，即(K+』∞c，一山。^f

3、){p。}+￡。{pi。}={只}(2)式中：墨，c。和肘。分别为结构有限元的刚度矩阵、阻尼矩阵

4、和质量矩阵；{叱l为结构位移向量；{F。}为作用在结构网格上的外荷载(不包括声压荷载)；k{弘。}为声压作用在结构上的荷载江。为(‰×～)耦合矩阵，即^肆￡。=∑(f(孵吨小％)删(3)⋯屯式中：k为耦合的结构网格单元数；以为结构网格的形函数；{n。}为单元的法向方向。由于单层势盯=0，间接边界元方程式可以写为式中啦吲2眇学】一(V％(r)^8(，)，V％(r)^a(r))e(，，o){丘l=一p0∞2薹(f嵋{凡‘}7(ⅣJ{u；}+札慨})·岫‘k=一p0∞2己：{u。}一poo善(f嵋{n。}7帆喊}．删。k『K+面cJ一∞2

5、瓶￡。o1l-：到兆](9)吣』，挚砬嵋一㈤，荟(≯弦m厄}．删{如}-^『々吐雌‘如(11)q一。。rr封小∞㈣，(4)式中：蛾(r)蛾(r。)(5)(～-×1)阶向量{丘。)和{丘)是晓一，上的法向速度％分别在耽和亿一，上产生的系数，即坛}=f如。西。吆·加(6)忆}-一∑(f嘭⋯7凡⋯·训(13)“‘屯2．2声学网格要求若网格划分的过于粗糙会造成计算结果与实际结构的偏差过大，因此声学网格需要满足声学计算要求。通常假设PfcssuTeAmplltudedB(RMS)4RMSl4(RMS)4图1616帅Hz处的外场点处声压云图6结

6、论本文通过对航空飞行器发动机燃烧室声振耦合分析，可以看出声振耦合在各频率上对结构影响程度不同。1)由燃烧室结构的振动响应云图可以看出在频率f=1300Hz和f=1700Hz时结构外表面振动最为剧烈。2)燃烧室结构内表面，无论在低频、中频和高频，声压均很大；而燃烧室结构外表面，在频率f=200Hz和f=550Hz时，声压有明显的峰值。3)燃烧室结构外场点声压，在低频时，圆筒中部声压较大；在中频及高频段，圆筒的两端声压较大。在进行测量时，这些位置对于准确估计燃烧室声压至关重要。一112一参考文献：[1]cRFuuer，FJFahy．ch

7、aracteristicsofwavepmpagation锄den·ergydistributionincylindricalelasticsheus61ledwithnuid[J]．JoumalofsoundandVib眦ion，1982，81：50l一518．[2]cRFuller．An由廿calmodelforinvestigationofinteriornoi∞char8cteristicsinaircraftwithmIlltiplepropelle玛includingsyn-chmphasi“g[J]．Jou丌lalof

8、SourIdMdVibmtion，1986，109：141一156．[3]LDP0pe，eta1．Development锄dvalidationofpreliminaryanalyt—icalmodelsforaircraftinteriornois8prediction[J]．JoumalofSoundandVibration，1982，82：“1—575．[4]JiePan，cHHaIlsen，DABies．Activecontmlofnoiset瑚smis—sionthmughapanelintoacavity：I．Analy

9、ticalstudy[J]．Acous—tjcalSocietyofAmerica，1990，87(5)：2098—2108．[5]JP锄，cHH粕．Activecontml0fnoisetmsmi拍ionthroughapaneli