噴流噪聲廣泛存在于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活之中,最受關(guān)注的是航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲,對(duì)環(huán)境及乘員的舒適度造成極大的影響。噴流噪聲的控制可通過破壞噴流中的大尺度渦的形成與發(fā)展而實(shí)現(xiàn)�？刂品椒ǚ譃橹鲃�(dòng)和被動(dòng)兩大類,其中被動(dòng)控制方法由于不需附加額外設(shè)備和易于實(shí)現(xiàn)而廣泛受推崇。壁面多孔處理是一種須不改變物體整體結(jié)構(gòu)同時(shí)能有效地改良近壁流動(dòng)的措施,但采用噴管壁面多孔處理方法控制噴流噪聲,在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中尚未見到相關(guān)報(bào)道。本文實(shí)驗(yàn)測(cè)量并結(jié)合數(shù)值模擬計(jì)算,初步研究噴管內(nèi)壁多孔處理對(duì)亞音速噴流流動(dòng)與氣動(dòng)噪聲的影響。本文首先搭建了實(shí)驗(yàn)室尺度的亞音速噴流試驗(yàn)臺(tái),選取了壁面無多孔處理的噴嘴延伸段作為基線噴管,對(duì)它的通流流量、噴流出口速度及壓降進(jìn)行實(shí)驗(yàn)校核的基礎(chǔ)上,測(cè)量得到了外聲場(chǎng)的分布,研究了噴流出口馬赫數(shù)對(duì)外聲場(chǎng)噪聲的影響結(jié)果。在上述基礎(chǔ)上,本文分別測(cè)量研究了噴管內(nèi)壁“多盲孔結(jié)構(gòu)”和“多孔板+容腔”兩種多孔處理方法,分別設(shè)計(jì)制作了多種延伸構(gòu)件,測(cè)量得到了不同多孔結(jié)構(gòu)件作用下噴流外聲場(chǎng),并與基線噴管的聲場(chǎng)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)部分多孔結(jié)構(gòu)能夠有效地改善噴流外聲場(chǎng),降低3000～8000Hz中低頻噪聲。與實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)應(yīng),本文進(jìn)一步采用大渦模擬研究了馬赫數(shù)Ma= 0.5下的可壓縮噴流,分別計(jì)算了不同幾何參數(shù)的“多孔板+容腔”延伸構(gòu)件作用下的噴流流場(chǎng),分析了這一類延伸件對(duì)噴流剪切層發(fā)展的影響。結(jié)果表明,“多孔板+空腔”的延伸結(jié)構(gòu)破壞了噴流出口處環(huán)狀渦的結(jié)構(gòu),有效地影響了大尺度環(huán)狀渦的形成,從而抑制了低頻噪聲的聲源。本文所設(shè)計(jì)的噴管內(nèi)壁多孔結(jié)構(gòu),對(duì)噴流噪聲的遠(yuǎn)近聲場(chǎng)頻譜均產(chǎn)生了多種具有明顯特征的影響效果。相關(guān)結(jié)果為噴流噪聲被動(dòng)控制技術(shù)的研究提供了一種新的思路,并為相關(guān)結(jié)構(gòu)的深入研究和發(fā)展提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V231.92
【部分圖文】：

邐邐邐華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑水平的關(guān)鍵。逡逑如何預(yù)測(cè)噴流噪聲，并且更進(jìn)一步的降低噪聲以減少對(duì)人的干擾和危害，是氣逡逑和噪聲控制研究方面的重要課題，也是改善國(guó)民工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境及影響我國(guó)未來航逡逑機(jī)發(fā)展的重大問題和重要需求。逡逑流噪聲研宄現(xiàn)狀逡逑音速噴流及其噪聲源逡逑亞音速圓口噴流，當(dāng)高速噴流氣體離開噴口時(shí)，將與周圍的空氣發(fā)生強(qiáng)烈的摻逡逑成一個(gè)以噴管出口為頂點(diǎn)向外線性拓展的錐狀體混合區(qū)域，其結(jié)構(gòu)圖如圖！」逡逑

邋起始段邐主體逡逑圖１．１噴流特征分布示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋ｌ．ｌ邋Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋ｊｅｔ邋ｆｌｏｗ逡逑由于噴流中心具有較大的流速，與外圍低速氣體存在較大的速度差，必然會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)逡逑烈的渦旋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)不斷發(fā)生并卷吸周圍空氣并隨噴流運(yùn)動(dòng)向下游傳播。在噴流內(nèi)部，逡逑氣流收到的擾動(dòng)很小，揣流強(qiáng)度很低，平均速度仍近似等于噴流出口速度Ｇ。隨著流動(dòng)逡逑發(fā)展，噴流與周圍流體的摻混自邊緣逐漸向中心發(fā)展，經(jīng)過一定距離發(fā)展到噴流中心，逡逑自此以后噴流的全斷面上都發(fā)展成湍流。噴流中心未受摻混影響，仍保持原出口流速的逡逑圓錐形區(qū)域稱為噴流的勢(shì)流核心區(qū)。隨渦流卷吸的發(fā)展，與噴流一起運(yùn)動(dòng)的流體不斷增逡逑多，噴流邊界逐漸向兩側(cè)擴(kuò)展，以噴管唇部為頂點(diǎn)，基本上呈對(duì)稱向內(nèi)向外線性擴(kuò)展的逡逑摻混區(qū)被稱為剪切層或混合層。剪切層內(nèi)以出口唇部為頂點(diǎn)平行于噴流軸線向下游發(fā)展逡逑的路徑上湍流強(qiáng)度最強(qiáng)

ｆｒｏｍ邋ｌａｒｇｅ邋ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ逡逑ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ逡逑圖１．２亞音速噴流聲源及傳播方向示意圖ｌ２９ｌ逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｓｏｕｎｄ邋ｓｏｕｒｃｅ邋ａｎｄ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ邋ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｕｂｓｏｎｉｃ邋ｊｅｔ邋ｆｌｏｗ［２９］逡逑在國(guó)內(nèi)，也有許多學(xué)者從事著射流實(shí)驗(yàn)方面的研宄。北京航空航天大學(xué)鄭克揚(yáng)，桂逡逑辛民等［３0＿３２］在上世紀(jì)９0年代就開始實(shí)驗(yàn)研[偵淞髟肷侍猓饕峭ü笛檠櫓げ煌義希停崾攏蹋椋紓瑁簦瑁椋歟斕納啾壤礪鄣氖視們榭觶峁っ韉筆

本文編號(hào)：2808443