并聯石墨烯熱聲激勵器的聲場建模及實驗研究

張昊原，王鵬，劉應征

1. 上海交通大學 機械與動力工程學院 葉輪機械研究所，上海 200240

2. 上海交通大學 燃氣輪機研究院，上海 200240

0 引 言

近年來，我國航空事業的高速發展對飛行器設計提出了更高的要求，因此，能夠實現飛行器升力增加、噪聲減小、阻力降低、振動減弱等的流動控制技術受到廣泛關注[1]。目前應用于飛行器的流動控制手段如渦流發生器（vortex generator）[2-4]、格尼襟翼（Gurney flap）[5-6]等機械控制方法大多是無須添加能量的被動流動控制技術，該類方法能夠在特定工況下表現出良好的控制效果，但受限于技術特點與自身工藝，難以實現設計工況外實時的流動控制，且會因自身的固定結構產生額外阻力[7]。人為地向流場施加能量的控制手段稱為主動流動控制技術。主動流動控制技術能夠實現復雜系統寬適應工況的流動控制[8]，因此受到了學者的廣泛關注，并得到了一定的發展和應用，如等離子體（plasma actuator）技術[9-10]、合成射流（synthetic jet actuator）技術[11-12]以及振蕩射流（oscillating jet actuator）技術[13-14]等。

此外，也有學者發現可以通過施加聲激勵的手段影響邊界層的分離，進而達到流動控制效果[15-16]。Kurelek 等[17]通過在風洞中布置外部揚聲器聲源，施加90 dB 左右的單一頻率和白噪聲聲激勵，測試翼型表面的壓力及速度變化，發現相等能量輸入的單一頻率和寬帶聲激勵均可使分離泡產生相似結構變化，最終導致邊界層分離的延遲。 Andan 等[18]將揚聲器置于機翼正下方1.3 m 處，分別施加70、90 dB的聲激勵，測試翼型在低雷諾數不同迎角下的窄帶噪聲變化，結果表明當揚聲器頻率接近窄帶噪聲頻率時可對其產生有效抑制，且揚聲器實現有效抑制所需幅值隨雷諾數增大而增大。……