DES方法模拟空腔流动及噪声分析

《DES方法模拟空腔流动及噪声分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第44卷第6期2012年】2月V01．44No．6Dec．2012DES方法模拟空腔流动及噪声分析欧阳绍修刘学强张宝兵(南京航空航天大学航空宇航学院，南京，210016)摘要：空腔浇动中包含多种复杂的物理现象，一直是流体力学中的一个重要问题。本文研究了三维非定常雷诺平均N—S方程和分离涡模拟(Detachededdysimulation，DEs)方法在空腔流动及空腔噪音问题的应用。利用两种方法对三雏空腔流动及噪音进行了数值计算并与实验数据进行了对比，通过分析比较发现DES方法得至13的结果更加准确，特jq是通过声压级(Soundpressurelevel，SPL)分析发现DES方法能够较好地

2、捕捉空腔流动中的压强脉动及噪声水平，说明DES方法能够有效处理空腔流动问题。关键词：空腔流动；非定常N．S方程；分离涡模拟中图分类号：V229文献标识码：A文章编号：1005—2615(2012)06一0792一05CavityFlowSimulationandNoiseAnalysisUsingDESMethodOuyangShaoxiu，LiuXueqiangtZhangBaobing(CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstrac

3、t：Cavityflowconcernsmanysophisticatedphenomena，whichisakeyissueinfluiddynamics．Theapplicationsof3一DunsteadyReynolds—averagedNavier—Stokes(URANS)equationsanddetachededdysimulation(DES)inthesimulationofcavityflowarestudied．TheresultsofthesetWOmethodsareanalyzedandcomparedwithexperimentaldata．Itcanbef

4、oundthatresultsobtainedfromDESmethodgivebetteraccordancewithexperimentaldata，especiallysoundpressurelevel(SPL)comparisonrepresentsDESmethodcanobtainarelativelyaccuratepressurefluctuationsofcavityflow．Itiscon—cludedthatforcavityflow，DESmethodiSsuperiortoURANS．Keywords：cavityflow；unsteadyN—Sequations

5、；detachededdysimulation(DES)近年来，空腔流动问题得到人们越来越多的关注[1’2]。空腔外形看似简单，但实际发生的现象却非常复杂。当高速气流流过空腔时，剪切层之间的相互作用以及剪切层与空腔壁面的相互作用会引起一系列复杂的流动现象，包括剪切层不稳定、边界层分离、旋涡运动、声辐射、激波／膨胀波和激波边界层相互干扰等[3‘4]。其理论研究一直是很有挑战性的问题。另一方面，在工程实际中，空腔流动现象也广泛存在于航空飞行器中，如民航机的起落架舱、飞行器表面的缝隙、新一代战斗机和轰炸机的内埋式武器舱等。特别是对于新一代战斗机，当武器舱开启时，空腔流动产生自持性振荡，表现出强烈的

6、压力、密度脉动，并产生大量噪声，其脉动声压级(Soundpressurelevel，SPL)可高达170dB，很有可能造成飞机结构的振动和疲劳，损坏舱内电子元件，影响飞行器的安全。因此，空腔流动特性的研究不仅具有理论价值，同时还具有重大的实际意义。对空腔流动的研究分析不仅有助于人们认识这种复杂的流动现象，对飞行器设计等工程实际也有着巨大的指导作用。由于计算机技术的飞速发展和数值计算方法的深入研究，计算流体力学(Computionalfluiddy—namics，CFD)技术已经成为研究各类复杂流动问题的有效手段。对于空腔流动，基于CFD技术的数值模拟方法也得到了广泛应用。如Larcheveq

7、ue等人[s3利用大涡模拟技术成功模拟了大雷洛数亚声收稿日期：2012—03—08；修订日期：2012—09—19通讯作者：刘学强，男，教授，博士生导师，1974年出生，E—mail：Liuxq@nuaa．edu．crl。{3n报一仃学凰＆学豳大撇盱天Mo航哟盯空洳U航略．叫京№甜南蹦m第6期欧阳绍修，等：DES方法模拟空腔流动及噪声分析793速来流情况下的空腔流动特性。Peng等人[63将分离涡模拟(Det