14617.超聲速軸對稱射流氣動聲學(xué)的數(shù)值模擬

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文超聲速超聲速軸對稱射流氣動聲學(xué)的數(shù)值模擬軸對稱射流氣動聲學(xué)的數(shù)值模擬NumericalSimulationoftheSoundFieldGeneratedbySupersonicAxisymmetricJet一級學(xué)科：力學(xué)學(xué)科專業(yè)：流體力學(xué)作者姓名：郭娜指導(dǎo)教師：方一紅副教授天津大學(xué)機械工程學(xué)院二零一五年十二月I中文中文摘要摘要由于射流氣動噪聲在工業(yè)以及學(xué)術(shù)上的科研價值，針對射流氣動聲學(xué)的數(shù)值模擬一直很受重視。超聲速

2、不穩(wěn)定波是導(dǎo)致射流失穩(wěn)和轉(zhuǎn)捩的主要不穩(wěn)定模態(tài)，這種模態(tài)以馬赫波的形式輻射到遠場，從而產(chǎn)生強烈的聲場。本文以超聲速軸對稱射流作為研究對象，對其氣動聲場進行數(shù)值模擬。將超聲速軸對稱射流氣動聲場的計算分為近場和聲輻射遠場兩部分。基本流采用實驗擬合函數(shù)。入口加入的擾動波由線性穩(wěn)定性理論獲得。近場采用非線性擾動方程計算，得到近場特性以及聲輻射遠場所需要的壓力擾動幅值曲線。聲輻射遠場計算采用Wu積分理論。對于遠場Wu積分正確性的檢驗，首先選擇實驗工

3、況研究，將計算結(jié)果與實驗結(jié)果對比，兩者吻合較好。然后將遠場Wu積分理論的近場部分結(jié)果、近場Wu積分理論計算結(jié)果以及非線性擾動方程所得結(jié)果三者進行對比，三者吻合很好。對馬赫波輻射進行了機理性研究，包括馬赫波輻射的方向，輻射源位置。最后用上述方法研究了斯特勞哈爾數(shù)對馬赫波輻射的影響。通過本文的研究得到如下結(jié)論：1.在超聲速軸對稱射流中，Wu積分理論的計算結(jié)果與實驗結(jié)果、非線性擾動方程所得結(jié)果均吻合，可以用于聲輻射遠場的計算。2.當(dāng)入口加入單