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复杂外形绕流气动噪声计算

王继红  
【摘要】:现代航空、航天飞行器中许多部件有着相当复杂的几何外形。当气流流过这些复杂表面时会发生流动分离,并伴随着强烈的速度、压力等脉动,产生强烈的气动噪声。脉动压力过大会导致机身结构的疲劳损伤、精细元件的失灵等,此外强烈的气动噪声还会造成人们身体的不适,因此对飞行器绕流气动噪声的研究至关重要。 本文采用“CFD(Computational Fluid Dynamics)+CAA(ComputationalAero-Acoustics)”的混合技术路线数值模拟二维复杂外形绕流湍流激励的气动噪声。首先于结构网格上采用有限体积法数值求解RANS方程(Reynolds Averaged Navier-Stokes equations)得到定常背景流场;其次,将背景流场数据插值到声学计算采用的非结构网格上,并基于SNGR方法(the StochasticNoise Generation and Radiation method)构造声学控制方程LEE(Linearized Euler Equations)的右端源项;最后采用高阶间断有限元法数值求解LEE得到噪声场。 本文主要工作包括以下几个方面:(1)结构网格划分,(2)求解RANS方程得到定常背景流场,(3)通过SNGR方法在背景流场的基础上构造随机脉动流场,(4)求解带源项的LEE方程得到声场解,(5)声场求解结果分析。


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