一种用于喷流噪声预测与控制趋势分析的时域线性方法

以相干波包形式存在的大尺度湍流结构在喷流显著浅角噪声辐射的产生中起着重要作用。经济性预测工具常在频域中使用平均流的稳定性模态对这些波包建模。简化选择（如抛物化方程和方位角分解）提供了高效方法，但会对平均态的流向变化率或几何复杂性施加约束。当前研究基于平均基本态发展了一种时域线性化Navier-Stokes方法，以实现两个目标：i）获取辐射的浅角噪声场，包括来自含激波串的不完美膨胀喷流的噪声场；ii）估算随作动器频率的噪声控制趋势。先前开发的、重新利用原生非线性Navier-Stokes代码能力的隐式线性化技术避免了对喷管几何的任何额外约束，而其时域特性通过瞬态脉冲响应便利了控制分析。该方法的另两个组成部分是用Doak动量势理论筛选线性化扰动以分离声学分量，以及随后用动态模态分解分析不同频谱范围的响应。与经过充分验证的LES数据库的比较显示，模型对超辐射浅角噪声（包括军用式喷管的热喷流）预测准确。对于使用等离子体作动器、具有大量已发表实验数据的特定喷流，表明该方法正确预测了在观测交叉位置处低频噪声放大和高频噪声降低。概述了该方法相关成本的考量，其利用线性从每次模拟提取多个频率。