剪切流中气动声学的数值模拟研究

【摘要】：本文从完整的可压缩流体力学方程出发,结合特征分析,给出了能模拟沿着各个方向进行传播的扰动演化的新的边界处理方法。用数值的方法,研究了剪切流中的压力扰动产生的气动声学问题,以及剪切层的存在对扰动波传播的影响。控制方程采用守恒形式的NS方程,连续性方程和状态方程。对流项进行特征分裂,在空间上采用五阶弱迎风紧致格式,粘性项采用六阶中心型紧致格式来进行计算。声源模型考虑的是高斯型分布的压力脉动。 数值模拟得到以下结论: 利用新的边界处理方法对静止流场、均匀流场及均匀剪切流场中的扰动波进行了计算,结果表明新的边界处理方法是比较理想的。 对均匀剪切流场及可压缩混合层的计算结果表明,扰动在剪切流场的传播形式将受来流速度沿空间变化快慢的影响;在混合层外的扰动波可以穿过混合层继续传播,但扰动传播的方向要发生变化。