超聲速軸對稱射流中不穩(wěn)定波產(chǎn)生的噪聲研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文超聲速軸對稱射流超聲速軸對稱射流中不穩(wěn)定波不穩(wěn)定波產(chǎn)生產(chǎn)生的噪聲研究的噪聲研究NoiseGenerationbyInstabilitiesinAxisymmetricSupersonicJet學(xué)科專業(yè)：流體力學(xué)研究生：鄭美香指導(dǎo)教師：方一紅副教授天津大學(xué)機械工程學(xué)院2016年11月I中文摘要中文摘要射流流場中的氣動噪聲主要由小尺度湍流結(jié)構(gòu)與大尺度相干結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，在超聲速射流中大尺度相干結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)，這種大尺度結(jié)構(gòu)實質(zhì)上是

2、一種不穩(wěn)定波。不穩(wěn)定波是導(dǎo)致射流失穩(wěn)的主要原因，不穩(wěn)定波相對于來流以超聲速向下游傳播時則輻射噪聲。本文對超聲速(Ma=2.1)軸對稱射流情況下，中雷諾數(shù)(Re=70000)、低雷諾數(shù)(Re=3950)的氣動聲場進行研究。采用基于三維柱坐標(biāo)系下線性NS方程的拋物化穩(wěn)定性方程(LPSE)和WuX.積分法研究軸對稱模態(tài)與螺旋模態(tài)不穩(wěn)定波的演化及其聲輻射特性。具體得到以下結(jié)論：1.中雷諾數(shù)流動，不穩(wěn)定波的快速增長、衰減都發(fā)生在射流的核心區(qū)內(nèi)；低

3、雷諾數(shù)流動，不穩(wěn)定波在較大的空間內(nèi)增長衰減，其峰值位于剛出射流核心區(qū)不遠的位置。隨著斯特勞哈爾數(shù)(St)的增加，不穩(wěn)定波壓力擾動峰值都向上游移動。St數(shù)較小時螺旋模態(tài)占主導(dǎo)，St數(shù)較大時螺旋模態(tài)和軸對稱模態(tài)共同起作用。兩種雷諾數(shù)中相應(yīng)的不穩(wěn)定波頻率范圍不同。中雷諾數(shù)下，不穩(wěn)定波頻率較寬；低雷諾數(shù)條件下，不穩(wěn)定波頻率較窄。2.中低雷諾數(shù)流動，不穩(wěn)定波的增長特性、擾動壓力幅值的峰值位置，決定了遠場聲輻射特性。中雷諾數(shù)下，射流的核心區(qū)較短，因