钝体及特种结构空气动力学

3，温州大学机 大学浙江科学技术气动力学与声 中国空气动力研究与，气动噪声控 起落架、直升机旋翼、转/静子以及风扇/风力机叶片之间的干扰噪声等等。串列 型前缘[6]、前缘锯齿或波纹[4,7,13]等方式来减弱翼型表面上的涡-固干扰，达到降低噪声的效果。Li等[9]采用上游柱体上等离子体产生的气流来增大下游固体表面上干扰偏离距离，降低20dB以上。因此，涡固干扰噪声控制的最有效的策略是抑制上游的旋涡。“自然通风”控制模式来减少三维球体或钝体的压差阻力以及降低表面的气动载荷等12]。本文通过数值仿真实验，研究该流动控制方式对柱翼涡-本文采用的柱-翼基准模型与Jacob[1]实验中的模型一致。柱翼前后串联排列（图1），的轴向距离为l=c=100mm，来流速度U0=72米/秒，基于圆柱绕流的雷诺数为ReD=48,000，型展向。远场噪声验证的测量点的坐标为（x,y,z）=（0,1.85m,0）。 模式是在柱体内部开槽直接连接前缘驻点和后缘点（图2a），由于前后压差的影响，可以成自然倒流的通风模式（2b）。式，时间步长为2x10-6秒，每个流动状态总计13,000步，频率分辨率为42Hz。图4SAS模拟与实验值、LES和URANS等的结果比较ax/c=-0.25截面的平均速度;（b）在远场测量点（x,y,z）=（0,1.85m,0）处的噪声结果.首先用Jacob[1]的实验结果来验证本文SAS数值模拟计算结果。图4分别为流场中的结果，因此，可作为有效来研究“自然通风”控制模式对柱-翼干扰流场以及噪声特3h=0.8mm,1.0mm,1.4mm，与圆柱的SASJacobLESh=1.01.4mm的流动状态下，相较于基准模型，在下游翼型前缘处，已无明显的规则图5不同h槽宽“自然顺流通风”模式下的流场涡结构（从上到下第2-4）与基准模型柱翼流h/d=8%Strouhal数约为0.28dB23次谐波分量。当通风槽宽度为时，基频噪声和谐波又在频谱中出现。Jacob（2005）Li（2014）的实验研究表明，相对于单个圆柱来说，下游翼型的存在，由于涡-翼前缘干扰的影响，噪声将提高10dB-12dB。20dB以上。为理解在“自然通风”流动控制条件下，柱翼模型的主要噪声来源，120Hz-20kHz频带上的总噪声，在自然通风槽ℎ/d=8%，10%，14%上的总噪声分别降低了4.3dB,7.1dB和6dB。1mm。可以看到，流场中任存在较强的周期脱落的涡结构，流动控制模式对柱翼涡固干扰噪声的影响。SAS方法能比较准确的模拟整个非定常流场，相对于大涡模拟可降低计算代价，相对于URANS能更好模拟流场的三维特性。“自然顺流通风”在通流率不大的情况下(本文中通流率为h/d<14%)，原来的周期性脱落涡结构得到改7dB。在圆柱体上的“自然倒流通风”由于两端压差较小，通流率较低，Jacob,M.C.,Boudet,J.,Casalino,J.,Michard,M.,2005.Arod-airfoilexperimentasbenarkforbroadbandnoisemodelling.JournalofTheoreticalandComputationalFluidDynamics,19(3),171-196.Henning,A.,Koop,L.,Ehrenfried,K.,Lauterbach,A.,Kroeber,S.,2009.SimultaneousmultinePIVandmicrophonearraymeasurementsonarod-airfoilconfiguration.AIAA-2009-3184.Lorenzoni,V.,Violato,D.,Scarano,F.,2010.Characterizationofnoisesourcesinarod-airfoilconfigurationbymeansoftime-resolveTomographicPIV.AIAA-2010-3898.Agrawal,B.R.,Sharma,A.,2016.Numericalysisofaerodynamicnoisemitigationvialeadingedgeserrationsforarod–airfoilconfiguration.InternationalJournalofAeroacoustics15(8)734–756.Siller,H.A.,Jacob,M.C.,Michel,U.,2005.Flowandnoisemodificationbysuctionandblowingonarod-airfoilConfiguration.AIAA-2005-3029.Li,Y.,Wang,X.N.,Chen,Z.W.,Li,Z.C.,2014.Experimentalstudyofvortex–structureinctionnoiseradiatedfromrod–airfoilconfigurations.JournalofFluidsandStructures51(2014)313–325.KimJ.W.,HaeriS.,JosephP.F.2016Onthereductionofaerofoilturbulencein ctionnoiseassociatedwithwavyleadingedges.JFluidMech792(1):526–52.Siozos-Rousoulis,L.,Lacor,C.,Ghorbaniasl,G.,2017.Aflowcontroltechniquefornoisereductionofarod-airfoilconfiguration.JournalofFluidsandStructures69:293–307.Li,Y.,Zhang,X.,Huang,X.,2010.Theuseofsmaactuatorsforbluffbodybroadbandnoisecontrol.ExperimentinFluids,49(2),367-377.Suryanarayana1,G.K.,Pauer,H.,Meier,G.E.A.,1993,Bluff-bodydragreductionbypassiveventilation,ExperimentsinFluids16,73-81.Falchi,M.,Provenzano,G., i,D.,Romano,G.P.,2006,Experimentalandnumericalinvestigationofflowcontrolonbluffbodiesbypassiveventilation.ExperimentsinFluids,41:21-33.Chen,W.L.,Gao,D.L.,Yuan,W.Y.,Li,H.,Hu,H.2015.Passivejetcontrolofflowaroundacircularcylinder.ExperimentsinFluids,56:201.Tong,F.,Qiao,W.Y.,Chen,W.J.,Cheng,H.Y.,Wei,R.K,Wang,X.N.,2018,Numerical ysisofbroadbandnoisereductionwithwavyleadingedge,