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气动声场Kirchhoff方法研究取得进展
2013-05-02

最新出版的EI源刊、航空航天类中文核心期刊《航空学报》近日发表了一所三室冯峰等人的研究成果,题为“基于Kirchhoff方法的亚声速平面混合层主涡对并声场分析”。

气动声学关注的是由气体的运动或气动力产生的在流场中传播的声,而非经典声学中外部的运动或作用力。对航空航天飞行器而言,气动声辐射向外传播会引起噪声污染的环境问题,向内传播则会引起局部结构振动或疲劳的安全问题,有时它还会对周围流动的稳定性产生扰动影响。在计算气动声学中,Kirchhoff方法是一种通过声源控制体面积分外推获得远场气动声辐射特征的高效方法。它最初源于电磁学和光学中的波的求解,自从被引入至气动声学中后,得到了广泛应用。然而,由于流动的复杂性和多样性,其精确性和适用性仍需更多细致的对比验证。

第一研究所第三研究室的冯峰等针对二维亚声速平面自由剪切混合层,采用低耗散低色散的DRP高精度格式、选择性阻尼方法、简化Euler方程渐近解无反射边界条件、吸收区及显式滤波等精细的计算技术,实现了对大尺度基频涡卷声源的直接数值模拟,进而同时考虑频域解和时域解,给出了Kirchhoff方法在可压缩涡卷对并现象上的对比验证。研究获得了清晰的声折射Doppler效应,确认了Kirchhoff方法对可压缩涡卷复杂相互作用气动声辐射问题的预测能力,且频域解和时域解具有相近的预测精度及计算效率。

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