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基于扰动方程的超音速轴对称射流马赫波辐射研究 被引量：3
1
作者 郭娜 方一红 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期213-218,共6页
超音速不稳定波是导致剪切流失稳和转捩的主要不稳定模态,这种模态以马赫波的形式辐射到远场,从而产生强烈的声场。采用线性稳定性理论和非线性扰动方程(NLDE)分析,计算超音速轴对称射流不稳定波的扰动演化(Ma=2.1),对马赫波辐射进行研... 超音速不稳定波是导致剪切流失稳和转捩的主要不稳定模态,这种模态以马赫波的形式辐射到远场,从而产生强烈的声场。采用线性稳定性理论和非线性扰动方程(NLDE)分析,计算超音速轴对称射流不稳定波的扰动演化(Ma=2.1),对马赫波辐射进行研究,包括马赫波辐射方向、辐射源位置,以及随斯特劳哈尔数的变化情况。研究结果表明,在超音速轴对称射流中,马赫波沿固定方向辐射向远方,不稳定波相位沿另一方向传播,这两个方向相互正交;马赫波辐射源位置位于不稳定波压力幅值最大处;斯特劳哈尔数St越大,马赫波辐射的能力越强,辐射区域越集中。 展开更多
关键词 非线性扰动方程 线性稳定性 超音速射流 不稳定波 马赫波辐射
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马赫数1.95超声速欠膨胀喷流声辐射数值分析 被引量：2
2
作者 冯峰 郭力 王强 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3273-3283,共11页
针对马赫数为1.95的欠膨胀超声速喷流声辐射特性,采用高精度计算格式的大涡模拟(LES)方法进行数值研究。通过对喷流平均流及湍流脉动统计结果的对比,确定数值方法的精确性。细致分析了超声速喷流流动特征,特别关注了其中激波胞格和湍流... 针对马赫数为1.95的欠膨胀超声速喷流声辐射特性,采用高精度计算格式的大涡模拟(LES)方法进行数值研究。通过对喷流平均流及湍流脉动统计结果的对比,确定数值方法的精确性。细致分析了超声速喷流流动特征,特别关注了其中激波胞格和湍流相互作用现象。基于流动与声场辐射间的关联性,分析了超声速喷流马赫波、宽频激波噪声辐射特性及形成机理。数值结果表明超声速喷流的剪切层演化及激波胞格与湍流间的相互作用构成欠膨胀超声速喷流的主要噪声源。 展开更多
关键词 超声速欠膨胀喷流 马赫波辐射 宽频激波噪声 激波-湍流相互作用 大涡模拟
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非线性扰动方程研究平面混合层发声机制 被引量：1
3
作者 张程远 方一红 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期659-665,共7页
在流动过程中由脉动引起的噪声问题在自然界和工业界中广泛存在,研究流动过程中不稳定波的发声机制对于理解、预测并最终控制气动噪声有着重要意义。本文以二维Blasius相似性解作为基本流场,以超声速混合层作为研究对象,采用非线性扰动... 在流动过程中由脉动引起的噪声问题在自然界和工业界中广泛存在,研究流动过程中不稳定波的发声机制对于理解、预测并最终控制气动噪声有着重要意义。本文以二维Blasius相似性解作为基本流场,以超声速混合层作为研究对象,采用非线性扰动方程(NLDE)研究超声速混合层不稳定波的近场动力学特性与远场声辐射之间的内在联系。针对不同类型的对流马赫数,分别研究对流马赫数Mc=0.5(<1)和Mc=1.2(≥1)两种情况下的扰动发声机制,结果表明:当对流马赫数Mc<1时,流场中的发声机制主要由大尺度结构的涡条发声,且基本波与亚谐波之间的非线性作用能增强辐射强度;当对流马赫数Mc≥1时,根据扰动相速度是相对于上层还是下层自由流速度为超声速,可以进一步分为快慢两种模态,分别对快慢两种模态以及其相互作用模态进行了数值模拟研究,计算得到流场中的发声机制是以马赫波形式辐射向远场,即马赫波辐射,其辐角的计算结果与理论值相符。 展开更多
关键词 非线性扰动方程 超声速混合层 对流马赫数 涡条发声 快慢模态 马赫波辐射
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超声速混合层气动声场的数值模拟
4
作者 马利宇 方一红 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期770-776,共7页
超声速混合层的噪声是气动声学研究的经典问题,制约着航空发动机性能的提升。本文用数值方法对超声速混合层声辐射特性进行研究,具体方法:用抛物化稳定性方程(PSE)计算混合层近场大尺度扰动演化,结合一种基于渐进展开和稳定性分析的积... 超声速混合层的噪声是气动声学研究的经典问题,制约着航空发动机性能的提升。本文用数值方法对超声速混合层声辐射特性进行研究,具体方法:用抛物化稳定性方程(PSE)计算混合层近场大尺度扰动演化,结合一种基于渐进展开和稳定性分析的积分预测远场声压,得到快慢两种模态马赫波辐射的强度和方向。分析了上下侧来流温度对气动声场的影响,结果表明,上下侧温度比小于1时,慢模态占优;而上下侧温度比大于1时,快模态占优。 展开更多
关键词 抛物化稳定性方程 超声速混合层 快慢模态 温度比 马赫波辐射
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超声速混合层中边频扰动的气动声场
5
作者 李云航 方一红 赵磊 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1061-1068,共8页
为研究超声速流动下混合层声辐射机理,提高对超声速混合层气动噪声的认识,利用抛物化稳定性方程(PSE)考察一对频率接近失稳扰动的非线性演化,分析近场差频扰动的演化特征,并结合Wu积分理论计算远场声辐射特性。结果表明,超声速混合层中... 为研究超声速流动下混合层声辐射机理,提高对超声速混合层气动噪声的认识,利用抛物化稳定性方程(PSE)考察一对频率接近失稳扰动的非线性演化,分析近场差频扰动的演化特征,并结合Wu积分理论计算远场声辐射特性。结果表明,超声速混合层中频谱拓宽与差频扰动有关,差频扰动的产生,拓宽了远场马赫波辐射范围,增大了远场马赫波辐射强度。对于快模态扰动,差频扰动频率越小,其增长能力越强,远场马赫波辐射区域越宽;对于慢模态扰动,差频扰动频率大小对其增长能力影响不明显,远场马赫波辐射范围和强度变化不大。 展开更多
关键词 抛物化稳定性方程 超声速混合层 差频扰动 快模态 慢模态 马赫波辐射
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