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第 卷第 期 声 学 技 术 Vol. , No. 20 年 月 Technical Acoustics ., 20

题目

作 者，作 者，作 者

1

1

2

(1. 单位，南京 210016； 2. 作者，南京 210016)

摘要：摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要摘要 关键词：大涡模拟；声类比；气动声学

中图分类号：TB533 文献标识码：A 文章编号：1000-3630(2011)-02-0111-06 DOI编码：10.3969/j.issn1000-3630.2011.02.001

Title

Author, Author, Author

(1. Key Laboratory of Fundamental Science for National Defense-Advanced Design Technology of Flight vehicle,

Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China;

2. Ministry of Education Key Lab of Structure Mechanics and Control for Aircraft, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China)

1

1

2

Abstract: abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract Key words: large eddy simulation; acoustic analogy; aeroacoustics

0 引 言

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文研正文正文正文正文正文正文正文正文正文正

收稿日期: 2010-04-21; 修回日期: 2010-07-17

基金项目: 基金项目(项目编号); 基金项目(项目编号) 基金项目(项目编

号) 基金项目(项目编号) 基金项目(项目编号) 基金项目(项目编号) 基金项目(项目编号) 基金项目(项目编号) 基金项目(项目编号) 基金项目(项目编号)

作者简介: 第一作者姓名(1984-), 女, 湖南怀化人, 博士研究生, 研究

方向为气动噪声预测与控制技术。

通讯作者: 姓名, E-mail: ******

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正

1 近场流场的数值模拟

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存 1.1 模型建立及网格划分

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正设定为速度正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正

表1 雷诺数Re及来流速度u∞

Table 1 Reynolds number and inlet velocity

工况

Re u∞ /(m∙s-1) 1 50000 38.4 2 60000 46.1 3 70000 53.8 4 80000 61.5 5 90000

69.2

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正力速度耦合正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正

图1 二维圆柱绕流物理模型

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文 1.2 无量纲参数定义

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文

CFL

l0.5u (1) D

Cd

FD

0.5u (2) D

St

fsD

u

(3)



正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文 1.3 流场仿真结果

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文

表2 圆柱阻力系数Cd仿真值和试验值对比

Table 2 Comparison between simulative and experimental

results of Cd

Re Cd仿真值 Cd实验值 误差/% 50000 1.20 1.25 4.00 60000 1.23 1.25 1.60 70000 1.22 1.25 2.40 80000 1.22 1.25 2.40 90000 1.23 1.26 2.38

表3 斯特哈尔数St仿真值与试验值对比

Table 3 Comparison between simulative and experimental

results of St

Re fs St仿真值 St实验值

误差/% 50000 405 0.200 0.190 5.23 60000 605 0.249 0.194 28.35 70000 554 0.196 0.198 1.01 80000 660 0.204 0.200 2.00 90000 750 0.206 0.202 1.98

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文

2 远场声场的数值模拟

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正 2.1 声场控制方程

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文存正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正

12p'2a2

p'2

TH(f)0t2iijj[Pijnjui(unvn)](f)

(4) i

t[0vn

(unvn)](f)正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正

H(f)

1

f00

f0

(5) p'pp0

(6) Tuu2

ijijPija0(0)ij

(7)

Puiuj2uijpij[

k

] jiij

(8)

kp'(x,t)10

U

nU

n



f0r(1MdS

r)2



rM

1

ra0Un0(MrM2)

f0r(1Mr)

1

0Lr

(9)

f0r(1M2



r)

2

1LMra0



rr0(MrMf0

r2(1M3



r)1

LLf0r2(1M3r)

dS其中：

Uivi



(uivi)

(10) 0LiPijnˆjui(unvn)

(11)

2.2 声场仿真结果分析

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正

文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正

图3 测量点的位置

Fig.3 Location of measurement points

2.2.1 声场中测量点的频谱特性

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正

SPL20lgp'

(12)

SPLSPLSPLOASPL10lg(10

110

250000

)

(13)

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正

文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正

(a) 不同雷诺数下测量点1的频谱

(b) 不同雷诺数下测量点2的频谱

(c) 不同雷诺数下测量点3的频谱

图4 不同雷诺数下各点的频谱曲线

Fig.4 Spectrums at 3 testing points for different Reynolds number 表4 不同Re下各个测量点的总声压级

Table 4 Overall sound pressure level at different testing points

for different Reynolds number

Re 总声压级/dB 测点1 测点2 测点3 测点4

50000 100.77 89.45 94.48 83.21 60000 105.22 93.95 98.62 87.37 70000 108.93 97.70 102.42 91.18 80000 112.61 101.40 106.22 94.98 Re 测点5 测点6 测点7 测点8 50000 100.65 89.38 94.25 83.14 60000 105.18 93.90 98.53 87.46 70000 109.11 97.88 102.29 91.20 80000 112.36 101.14 106.01 94.94 90000

115.71

104.52 109.27

98.21

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正

文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正 2.2.2 流场振荡规律对远场噪声的影响

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正

表5 峰值频率f0与涡脱落频率fs对比 Table 5 Comparison between f0 and fs

Re

f0 fs 误差/% 50000 404 405 0.24 60000 606 605 0.17 70000 555 554 0.18 80000 657 660 0.46 90000 758 750

1.07

图5 声压级随斯特哈尔数的变化曲线 Fig.5 Variation of sound pressure level with St 表6 最大声压级对应的St0与流场St对比 Table 6 Comparison between St0 and St

Re St St 误差 50000 0.200 0.200 0.00 60000 0.249 0.249 0.00 70000 0.196 0.196 0.00 80000 0.202 0.204 0.98 90000 0.208 0.206 0.97

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正 2.2.3 圆柱绕流气动噪声的辐射特性

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正

图6 圆柱绕流声场辐射指向性曲线

Fig.6 Overall sound pressure level contour in the acoustic field

2.2.4 降低噪声的途径

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正

3 结 论

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正

文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正 2.2.2 流场振荡规律对远场噪声的影响

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正

表5 峰值频率f0与涡脱落频率fs对比 Table 5 Comparison between f0 and fs

Re

f0 fs 误差/% 50000 404 405 0.24 60000 606 605 0.17 70000 555 554 0.18 80000 657 660 0.46 90000 758 750

1.07

图5 声压级随斯特哈尔数的变化曲线 Fig.5 Variation of sound pressure level with St 表6 最大声压级对应的St0与流场St对比 Table 6 Comparison between St0 and St

Re St St 误差 50000 0.200 0.200 0.00 60000 0.249 0.249 0.00 70000 0.196 0.196 0.00 80000 0.202 0.204 0.98 90000 0.208 0.206 0.97

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正 2.2.3 圆柱绕流气动噪声的辐射特性

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正

图6 圆柱绕流声场辐射指向性曲线

Fig.6 Overall sound pressure level contour in the acoustic field

2.2.4 降低噪声的途径

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正

3 结 论

正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正

文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正文正文正文正文正文正文正文正文正文正正文正

参

考

文

献

[1] Becker S, kaltenbacher M, Ali I. Aeroacoustic investigation of the

flow around cylinder geometries - a benchmark test case[C]// 13th [3] Revell J D, Roland A P, Hays P A. Experimental study of airframe

noise vs. drag relationship for circular cylinders[R]. Lockheed Re-port LR28074, 1977. NASA Contract NAS1-14403.

[4] WANG Z K, Djambazov G. LAI C. H. Numerical simulation of

flow-induced cavity noise in self-sustained oscillations[J]. Compu-ting and Visualization in Science, 2007, 10(1): 123-134.

[5] Inoue O, Hatakeyama N. Sound generation by a two-dimensional

circular cylinder in an uniform flow[J]. Journal of Fluid Mechan-ics, 2002, 471(1): 285-314.

[6] Schliching H. Boundary-layer Theory[M]. New York: Mcgraw-hill

Book Company, 1979.

AIAA/CEAS Aeroacoustics conference (28th AIAA Aeroacous-tics Conference). Rome, Italy: AIAA Inc, 2007. 1-14. AIAA-2007-3511.

[2] Catalalano P, Wang M, Iaccarino G. Numerical simulation of the

flow around a circular cylinder at high reynolds numbers[J]. Inter-national Journal of Heat and Fluid Flow, 2003, 24(4): 463-469.

[7] LUO K H, LAI H. A hybrid LES-acoustic analogy method for

computational aeroacoustics[M]. London: Springer Netherlands, 2006.

[8] Lyrintzis A S. Surface integral methods in computational aero-acoustics: from the (CFD) near-field to the (Acoustic) far-field[J]. International Journal of Aeroacoustics, 2003, 2(2): 95-128.