鋸齒射流的數(shù)值模擬及空間穩(wěn)定性分析.pdf

1、發(fā)動機(jī)的噴流噪聲是航空飛行器的主要噪聲源之一，通過將圓形噴管更改為鋸齒形噴管進(jìn)而將圓形射流轉(zhuǎn)變?yōu)殇忼X形射流可有效降低射流的低頻噪音。本文工作通過數(shù)值模擬與穩(wěn)定性分析的方法對鋸齒射流降低低頻噪聲的機(jī)理進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容包括:
　　(1)采用RANS與LES結(jié)合的辦法，研究了不同鋸齒形噴管的射流噪聲，詳細(xì)考察了噴管構(gòu)型對于射流近場流動以及遠(yuǎn)場噪聲的影響，從流場大尺度結(jié)構(gòu)變化的角度討論了鋸齒射流噪聲降低的原因。
　　研究結(jié)果表明

2、:
　　1）鋸齒射流促進(jìn)了流動混合，加速了射流中心區(qū)的衰減，減小了勢核區(qū)處的湍流脈動強(qiáng)度以及流動的間歇性;
　　2）鋸齒射流的遠(yuǎn)場噪聲在低輻射角度上相比于圓射流可低3分貝，通過對遠(yuǎn)場壓力脈動的周向Fourier分析發(fā)現(xiàn)降噪效果最好的鋸齒射流的遠(yuǎn)場噪聲在各階周向模態(tài)上相比圓射流均有所降低;
　　3）使用POD方法提取了流動中的大尺度相干結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)鋸齒射流的流動減弱了流動的相干性。
　　(2)研究了鋸齒射流（6齒）以

3、及圓射流的的空間不穩(wěn)定性，考慮了擾動頻率以及基本流流向位置的影響，基于線化歐拉方程考察了射流中不穩(wěn)定模態(tài)的空間波包結(jié)構(gòu)，對比了兩種射流不穩(wěn)定波包的發(fā)聲效率。
　　研究結(jié)果表明:
　　1）6齒射流在近噴口位置具有三類不穩(wěn)定特征模態(tài)，他們分別由徑向剪切作用、周向剪切作用以及徑向剪切與周向剪切共同作用主導(dǎo);
　　2）徑向剪切易產(chǎn)生高頻不穩(wěn)定模態(tài)，而周向剪切產(chǎn)生低頻不穩(wěn)定模態(tài);
　　3）遠(yuǎn)離噴口時鋸齒射流最不穩(wěn)定模態(tài)增長