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《亞臨界雷諾數(shù)圓柱繞流遠場氣動噪聲實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、2016年5月第42卷第5期北京航空航天大學學報JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsMav2016V01．42NO．5http：／／bhxb．buaa．edu．cajbuaa@buaa．edu．caDOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2015．0364亞臨界雷諾數(shù)圓柱繞流遠場氣動噪聲實驗研究李玲，劉沛清4，邢宇，郭昊，田云(北京航空航天大學航空科學與工程學院，北京100083)摘要：針對亞臨界雷諾數(shù)下圓柱繞流的氣動噪聲問題，在北京航空航天大學D5氣動聲學
2、風洞中進行了圓柱繞流遠場氣動噪聲的實驗研究。在D5氣動聲學風洞實驗段不同來流條件下，測量消聲室中距離圓柱不同位置的自由場傳聲器的遠場聲壓信號，經(jīng)過快速傅里葉變換(FFT)獲得亞臨界雷諾數(shù)下圓柱繞流氣動噪聲隨來流速度、接收點距離的變化規(guī)律。實驗結果表明：圓柱繞流的遠場氣動噪聲在垂直氣流方向最大，隨著偏離垂直方向角度的增大噪聲逐漸減小，屬于典型的偶極子噪聲源輻射特性；遠場氣動噪聲近似與來流速度的6次方成正比，與接收點到圓柱中心距離的2次方成反比，這說明偶極子類型的噪聲源是圓柱繞流的主要噪聲源。關鍵詞：圓柱繞流；氣動噪聲實驗；亞臨界雷諾數(shù)；聲學特性；
3、噪聲產(chǎn)生及傳播機理中圖分類號：V221．3文獻標識碼：A文章編號：1001．5965(2016)05-0977-07圓柱繞流是一個典型的流動問題，廣泛存在于航空航天、船舶以及風工程¨刮等實際工程問題中。其流動尾流區(qū)域存在卡門渦街、流動分離和層流湍流的轉捩等復雜的流動現(xiàn)象"?。長久以來圍繞圓柱繞流的流動、減阻等難題進行了深入細致的研究，而對于圓柱繞流噪聲的研究卻是從1878年Strouhalpl開始的，接下來也有眾多的學者研究了圓柱繞流氣動噪聲的基本理論和傳播機理(例如文獻[6．10])。圓柱繞流的噪聲現(xiàn)象是基本聲源的疊加，即單極子聲源、偶極子聲
4、源和四極子聲源。上述3類噪聲源的綜合作用嚴重影響著流場內(nèi)噪聲及遠場監(jiān)測點接收的噪聲，其中最主要的是由于流體與圓柱表面相互作用產(chǎn)生的不穩(wěn)定壓力而導致的偶極子聲源¨“。Revell等¨引對雷諾數(shù)為4．5×104～4．5×105和馬赫數(shù)為0．1～0．5的表面光滑和粗糙的圓柱繞流氣動噪聲進行了實驗性研究，發(fā)現(xiàn)聲壓級(SoundPressureLevel，SPL)很大程度上受到阻力系數(shù)的影響，由此掀起了氣動噪聲研究熱潮，圓柱繞流氣動噪聲的研究又一次成為氣動噪聲研究的主角。目前，國內(nèi)的氣動噪聲研究大部分基于數(shù)值模擬(例如文獻[11，13—14])，而氣動聲
5、學實驗研究還處在起步階段，尚亟待開展。因此，在北京航空航天大學D5氣動聲學風洞進行了圓柱繞流氣動聲學測量實驗，實驗段的風速范圍在30～80m／s，雷諾數(shù)m為4．1×104～1．1×105，在亞臨界區(qū)范圍內(nèi)(300≤Re<3×105)，此時，附面層仍為層流分離，而尾跡已轉變?yōu)橥牧鳒u街。對測量點的聲壓進行快速傅里葉變換(FFT)可以得到頻域下的聲壓規(guī)律、監(jiān)測點聲壓級和總聲壓級(Over—allSoundPressureLevel，OASPL)。進而對不同的圓柱繞流流動狀態(tài)下的聲場進行定性與定量的分析，探討圓柱繞流在亞臨界區(qū)雷諾數(shù)范圍收稿日期：201
6、5-06-03；錄用日期：2015-09-11；網(wǎng)絡出版時間：2015-10—3016：51網(wǎng)絡出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20151030．1651．007．html基金項目：國家自然科學基金(11272034)}通訊作者：Tel．：010-82339568E-mail：lpq@buaa．edu．cn；f用格式：李玲，劉沛清，邢宇，等．亞臨界雷諾教圓柱繞流遠場氣動噪聲實驗研究ⅣJ．北京航空航天大學學報，2016，42(5)：977—983．LIL，LIUPQ，XINGY，eta1．Far-f
7、ieldaeroacousticexperimentalstudyofflowaroundacircularcylinderatsubcritiealReynoldsnumber[．JJ．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2016，42(5)：977—983(inChinese)．978北京航空航人火學。、二報內(nèi)的周期性流動現(xiàn)象的聲學特性和圓柱繞流的噪聲產(chǎn)生及輻射機理，為進一步研究圓柱等鈍體繞流的流動控制和降噪技術做鋪墊。1實驗設備為了研究氣動噪聲問題，在北京航空航天大
8、學國家流體力學教育部重點實驗室建造的1m×1m的D5氣動聲學風洞中進行圓柱繞流氣動聲學測量實驗。風洞的實驗設備介紹如下：風扇直徑為2．26m，輪轂比為
