基于半经验模型的超声速喷流宽带冲击关联噪声的参数化研究

本文发展了一种半经验模型，用于预测由冲击-不稳定相互作用（SII）产生的宽带冲击关联噪声（BBSAN），该噪声发生在不完全膨胀的超声速喷流中。该模型采用半经验修正的Pack模型，考虑冲击幅值和冲击间距的衰减，并使用高斯波包模型描述不稳定波。将SII引起的近场压力扰动作为Helmholtz方程的边界条件，通过求解该方程来预测远场声谱和辐射图案。开展了一项全面的参数化研究，以揭示关键参数对声谱和辐射特性的影响。结果发现，降低不稳定波衰减率会缩小谱带宽度和辐射图案中的主要波瓣，而冲击间距的变化则影响谱峰频率和主要辐射角。就此类变化的机理进行了讨论。进一步的实验数据验证表明，特别是考虑冲击间距和�幅衰减的更真实参数，显著提高了模型的预测精度和物理一致性。改进后的模型成功再现了实验中观察到的多个关键谱特征，例如峰值频率以及随观察角度增加而带宽相反趋势。此外，预测的辐射图案与实验结果在浅角区域（由喷流混合噪声主导）外保持良好一致。特别是，它捕捉到了主要辐射波瓣及其频率相关的�幅和形状变化。