來(lái)流邊界層厚度對(duì)開式空腔氣動(dòng)聲學(xué)特性的影響分析

楊黨國(guó)，羅新福，李建強(qiáng)，蔣衛(wèi)民

(中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 空氣動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 綿陽(yáng) 621000)

0 引言

空腔流動(dòng)既是一個(gè)經(jīng)典的流體力學(xué)問(wèn)題，又廣泛存在于航空航天領(lǐng)域。高速空腔流動(dòng)，腔外剪切流與腔內(nèi)流動(dòng)相互作用，在一定條件下腔內(nèi)出現(xiàn)流動(dòng)自激振蕩，誘發(fā)壓力劇烈脈動(dòng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈噪聲，噪聲聲壓級(jí)可高達(dá)170dB，給腔內(nèi)安裝系統(tǒng)、儲(chǔ)藏物與空腔自身結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)了較大威脅［1］。

國(guó)外有人依據(jù)靜壓分布按長(zhǎng)深比(L/D)不同將空腔大致分為三種主要流動(dòng)類型，即閉式流動(dòng)(L/D＞13)、過(guò)渡式流動(dòng)(10≤L/D≤13)和開式流動(dòng)(L/D＜10)［2－4］。對(duì)空腔聲學(xué)特性也進(jìn)行了一些試驗(yàn)研究，內(nèi)容涵蓋了亞跨超聲速時(shí)腔內(nèi)噪聲測(cè)量與分析［5－8］。近年來(lái)采用數(shù)值模擬研究空腔聲學(xué)特性的文獻(xiàn)逐漸增多［9－10］。國(guó)內(nèi)對(duì)此研究起步較晚，僅有的研究大多是采用數(shù)值方法［11－15］，試驗(yàn)研究相對(duì)較少，中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心高速所對(duì)空腔流動(dòng)特性做了一些試驗(yàn)研究［16－17］。空腔聲學(xué)特性復(fù)雜，目前在國(guó)際上對(duì)空腔自激振蕩誘發(fā)噪聲機(jī)理和影響因素解釋仍未達(dá)成一致。本文著重分析了來(lái)流邊界層厚度對(duì)開式空腔聲學(xué)特性的影響。

1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h2>

一期空腔模型L、W和D為80mm、56mm和10mm，直接安裝在風(fēng)洞側(cè)壁上，試驗(yàn)中W和D不變，通過(guò)在空腔后端添加矩形堵塊改變L，實(shí)現(xiàn)L/D變化。二期空腔模型L、W和 D為267mm、104mm和33.4mm，模型嵌套在平板上，平板安裝在風(fēng)洞側(cè)壁上，試驗(yàn)中L和W不變，通過(guò)一個(gè)絲杠帶動(dòng)底板改變D，實(shí)現(xiàn)L/D變化。脈動(dòng)壓力測(cè)點(diǎn)均布置在空腔模型底面中心線上，試驗(yàn)照片見圖1。……

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空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào) 2011年4期

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