氣動(dòng)噪聲計(jì)算方法及其應(yīng)用
定 價(jià):69 元
叢書名:普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材
- 作者:司海青, 朱衛(wèi)軍著
- 出版時(shí)間:2017/5/1
- ISBN:9787030521088
- 出 版 社:科學(xué)出版社
- 中圖法分類:O422.8
- 頁碼:149頁, [4] 頁圖版
- 紙張:膠紙版
- 版次:1
- 開本:16K
本書內(nèi)容包括:經(jīng)典的CAA離散格式;網(wǎng)格優(yōu)化的迎風(fēng)型色散保持氣動(dòng)聲學(xué)格式;基于格子Boltzmann方法的氣動(dòng)聲學(xué)計(jì)算方法;FW-H聲比擬噪聲預(yù)測(cè)的高級(jí)時(shí)間方法;氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)P偷取?/pre>
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高雷諾數(shù)流動(dòng)引起的湍流噪聲問題越來越受到科研人員以及飛機(jī)、導(dǎo)彈、風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)者等的重視。例如,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架、含有襟翼、縫翼的增升裝置等構(gòu)件,特別是在飛機(jī)起降階段,都是飛機(jī)重要的噪聲源。因此,準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲,正確地理解噪聲產(chǎn)生和傳播的機(jī)理,是有效控制噪聲的重要前提。本書主要研究數(shù)值預(yù)測(cè)氣動(dòng)噪聲的方法,并對(duì)提出的數(shù)值方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
全書共分6章。第1章為緒論,主要介紹氣動(dòng)噪聲計(jì)算的國內(nèi)外研究進(jìn)展、主要研究?jī)?nèi)容及展望;第2章為經(jīng)典的CAA離散格式,主要介紹傳統(tǒng)的氣動(dòng)噪聲數(shù)值離散格式、聲學(xué)邊界條件、人工耗散與過濾器;第3章為網(wǎng)格優(yōu)化的迎風(fēng)型色散保持氣動(dòng)聲學(xué)格式,詳細(xì)推導(dǎo)這種格式的系數(shù),改進(jìn)了聲擾動(dòng)方程,最后進(jìn)行數(shù)值驗(yàn)證;第4章為基于格子Boltzmann方法的氣動(dòng)聲學(xué)計(jì)算方法,完善并研究了格子Boltzmann方法,改進(jìn)了一種吸收邊界條件,證明了它模擬氣動(dòng)聲傳播的能力;第5章為FW-H聲比擬噪聲預(yù)測(cè)的高級(jí)時(shí)間方法,主要介紹了FW-H聲比擬噪聲預(yù)測(cè)的延遲與高級(jí)時(shí)間方法,并將高級(jí)時(shí)間方法應(yīng)用于風(fēng)力機(jī)翼型氣動(dòng)噪聲的預(yù)測(cè);第6章為氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)P,主要介紹了數(shù)值預(yù)測(cè)風(fēng)力機(jī)翼型、葉片氣動(dòng)噪聲的半經(jīng)驗(yàn)方法,并進(jìn)行了驗(yàn)證。
本書第1、3、4、6章由司海青撰寫;第2章由朱衛(wèi)軍撰寫;第5章由司海青、朱衛(wèi)軍共同撰寫。全書由司海青統(tǒng)稿。
本書的研究得到了國家自然科學(xué)基金(資助號(hào):11272151、10902050、11672261)、航空科學(xué)基金(資助號(hào):20101452017)、江蘇省自然科學(xué)基金(資助號(hào):BK2011724)、中國博士后基金(資助號(hào):201104565、20100481138)的資助。撰寫過程中參閱了許多參考文獻(xiàn),在此一并表示感謝。
由于撰寫時(shí)間倉促,水平有限,不足之處懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 國內(nèi)外研究進(jìn)展 1
1.2 本書的主要研究?jī)?nèi)容 6
1.3 展望 7
第2章 經(jīng)典的CAA離散格式 8
2.1 空間離散格式 9
2.1.1 高階顯式格式及其優(yōu)化 9
2.1.2 高階緊致差分格式及優(yōu)化 14
2.1.3 非均勻網(wǎng)格 19
2.2 時(shí)間離散格式 22
2.3 數(shù)值過濾和人工耗散 26
2.3.1 顯式過濾器 27
2.3.2 隱式過濾技術(shù) 28
2.3.3 人工阻尼區(qū)域 29
2.4 聲學(xué)邊界條件 30
2.4.1 固體壁面邊界條件 30
2.4.2 聲學(xué)遠(yuǎn)場(chǎng)邊界條件 32
第3章 網(wǎng)格優(yōu)化的迎風(fēng)型色散保持氣動(dòng)聲學(xué)格式 37
3.1 引言 37
3.2 均勻網(wǎng)格上色散保持氣動(dòng)聲學(xué)格式 38
3.3 非均勻網(wǎng)格上優(yōu)化的迎風(fēng)型DRP格式研究 39
3.3.1 網(wǎng)格優(yōu)化系數(shù)的推導(dǎo) 39
3.3.2 優(yōu)化參數(shù)對(duì)GOUPDRP格式的影響 44
3.3.3 數(shù)值結(jié)果與真解的比較 46
3.3.4 GOUPDRP格式在二維聲學(xué)問題中的應(yīng)用 47
3.4 曲線網(wǎng)格上優(yōu)化的迎風(fēng)型DRP格式 50
3.4.1 廣義曲線坐標(biāo)變換 50
3.4.2 優(yōu)化系數(shù)的確定 51
3.4.3 曲線網(wǎng)格下GOUPDRP格式的應(yīng)用 56
3.5 聲學(xué)擾動(dòng)方程 59
3.5.1 聲擾動(dòng)方程的改進(jìn) 59
3.5.2 數(shù)值離散方法 61
3.5.3 高斯波在剪切流中傳播 61
3.5.4 單極子聲源在均勻流中的聲輻射問題 62
3.5.5 單極子聲源在剪切流中的聲輻射問題 64
3.6 非均勻流對(duì)氣動(dòng)聲傳播的影響 65
3.6.1 二維高斯波問題 65
3.6.2 高斯波的壁面反射問題 70
第4章 基于格子Boltzmann方法的氣動(dòng)聲學(xué)計(jì)算方法 73
4.1 引言 73
4.2 格子Boltzmann方法 73
4.3 粒子速度模型 74
4.4 邊界條件 74
4.5 頂蓋驅(qū)動(dòng)方腔流動(dòng)模擬 75
4.6 二維高斯波模擬及黏性對(duì)聲壓的影響 76
4.7 二維高斯波壁面反射 79
4.8 振蕩活塞聲輻射問題模擬 80
4.9 方柱渦脫落噪聲模擬 82
4.9.1 吸收邊界條件的改進(jìn) 82
4.9.2 流場(chǎng)計(jì)算驗(yàn)證 83
4.9.3 噪聲計(jì)算驗(yàn)證 84
第5章 FW-H聲比擬噪聲預(yù)測(cè)的高級(jí)時(shí)間方法 88
5.1 引言 88
5.2 FW-H聲比擬方法 89
5.3 Farassat-Brentner的延遲時(shí)間方法 90
5.4 FW-H聲比擬的高級(jí)時(shí)間方法 94
5.5 高級(jí)時(shí)間計(jì)算中的插值方法 95
5.6 聲比擬的延遲時(shí)間與高級(jí)時(shí)間方法的比較 96
5.7 聲比擬高級(jí)時(shí)間方法的應(yīng)用 97
5.7.1 噪聲源的計(jì)算方法 97
5.7.2 鋸齒尾翼噪聲實(shí)驗(yàn)與計(jì)算設(shè)置 98
5.7.3 流場(chǎng)與聲場(chǎng)的計(jì)算與驗(yàn)證 99
5.7.4 LES-CAA參數(shù)化研究 102
第6章 氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?110
6.1 引言 110
6.2 湍流入流噪聲模型 111
6.3 湍流邊界層后緣噪聲 112
6.4 氣流分離失速噪聲 112
6.5 層流邊界層渦脫落噪聲 113
6.6 后緣鈍性渦脫落噪聲 113
6.7 葉尖渦形成噪聲 113
6.8 風(fēng)力機(jī)葉片噪聲模擬方法 114
6.9 計(jì)算模型的驗(yàn)證 114
6.10 參數(shù)的影響研究 116
6.10.1 葉片翼型的選取 116
6.10.2 葉尖槳距角 117
6.10.3 旋轉(zhuǎn)角速度 118
6.10.4 后緣的厚度 118
參考文獻(xiàn) 121
附錄A 129
附錄B 141
附錄C 144
彩圖