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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
在管道后传声的数值模拟中，必须考虑平均流剪切层的散射效应，然而在非均匀剪切流动下求解线化欧拉方程常常会面临Kelvin-Helmholtz不稳定波的产生和放大的难题。不稳定波的振幅远远大于声波，严重影响了精度和收敛性，必须对其加以抑制，而现有的不稳定波抑制技术通常很难获得令人满意的结果。本文采用一种新型的混合方法，首先引入一种作用有限时段的宽频声源波包，利用声波与不稳定波的传播速度不同这一特性，将声波和不稳定波很好地分离，进而再采用声源滤波器技术对不稳定波进行抑制。 数值验证算例选择半无限长轴对称圆形、环形硬壁直管道，采用计算气动声学方法在时域中求解2.5维线化欧拉方程，声源采用作用有限时段的宽频声源波包，空间离散格式采用频散相关保持格式（Dispersion-Relation-Preserving scheme, DRP）。时间离散格式采用2N存储的5/6步低耗散低频散的龙格库塔格式（the 2N-storage Low Dissipation and Dispersion Runge-Kutta scheme），边界条件选择固壁边界条件、轴对称边界条件和PML无反射边界条件。首先完成了无背景流动下半无限长轴对称圆形、环形硬壁直管道的后传声的数值模拟，分别将其远场指向性结果与解析结果和他人数值结果对比，符合相当好，验证了本文程序及这种宽频声源的精度与可靠性。接着采用非均匀流动算例验证本文的宽频声源波包加声源滤波器的混合方法对于不稳定波抑制的效果，结果表明这种混合方法不仅对于不稳定波抑制效果明显，而且对声场影响很小，充分显示了该方法的精度与可行性。 最后，本文将这种作用有限时段的宽频声源波包加声源滤波器技术的混合方法应用到某真实双涵道发动机管道风扇排气噪声的数值模拟上。针对该发动机的风扇管道入射声模态(#)，完成无背景流动条件下管道风扇排气噪声的数值模拟，并将远场声压指向性结果与单频正弦函数声源的远场声压指向性结果作对比，吻合地很好，验证了本文的宽频声源的精度和有效性。在此基础上，针对真实流动工况，采用Fluent商业软件基于RANS方程和#湍流模型计算背景平均流场，并使用插值方法将流场数据插值入声场网格中，再使用这种宽频声源波包加声源滤波器的混合方法，成功抑制不稳定波，完成非均匀背景流动下该发动机管道风扇排气噪声的数值模拟。 |
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发表于 2022-5-12 16:29:45
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