基于大涡模拟与Lighthill声类比孔腔流动发声特性研究.PDF

第 37 卷第 5 期 声 学 技 术 Vol.37, No.5 2018 年 10 月 Technical Acoustics Oct., 2018 基于大涡模拟和 Lighthill 声类比的孔腔流动 发声特性研究 胡明慧，占必武 (华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室，上海 200237) 摘要 ：孔腔流动发声是气动声学研究领域重要的课题，基于大涡模拟和 Lighthill 声类比方法，探讨了气体在孔腔流 动的流激噪声的发声特性。模拟结果表明，孔腔边界层出口剪切涡、边棱处涡街和腔体内反馈涡的运动诱导了孔腔 发声，具有明显的偶极子特性，在高频段腔体内激发了声学驻波模态。通过模拟与实验对比分析了不同流量下噪声 量级以及频谱分布规律，研究结果表明：24 kHz 以下的声频谱会表现出波峰小范围迁移；24 kHz 以上频率对应的声 压级随流量增大而增大；腔体长度和特征频率近似满足 Strouher 公式，即声频特征频率随腔体长度的增大而减小。 上述研究结果为下一步设计在线监测安全阀泄漏的报警超声波发声器提供了理论依据。 关键词：孔腔；大涡模拟；Lighthill 声类比；涡声；声频特性 + 中图分类号：TB533 .3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000-3630(2018)-05-0412-06 DOI 编码 ：10.16300/j.cnki.1000-3630.2018.05.002 Research on the characteristics of sound generated by flow inside cavity based on LES and Lighthill acoustic analogy method HU Ming-hui, ZHAN Bi-wu (Key Laboratory of Pressure Systems and Safety , East China University of Science and Technology, 200237, Shanghai, China) Abstract: Cavity flow is an important issue in the field of aeroacoustics. By using LES (large eddy simulation) and Lighthill acoustic analogy method, the characteristics of sound generated by flow inside cavity have been discussed. Simulation results show that the sound generated by shear vortex, edge vortex and feedback vortex has obvious dipole characteristics. Acoustic standing wave is excited at high frequency. By simulation and experiment, the magnitude of noise and t