含嘶啸声的双矩形射流气动声学：带实验验证的大涡模拟
流体动力学
2022-08-25 v3
摘要
我们进行了高保真大涡模拟（LES），以研究在两种过膨胀工况和设计工况下，由长宽比为2:1的双矩形喷口射出的射流的气动声学特性。对于所模拟的三种射流工况，LES预测的近场流动统计量在定性上与辛辛那提大学的测量结果相似。利用Ffowcs Williams-Hawkings方法，LES在远场多个观测点较好地捕捉到了基频嘶啸声及其谐波。发现受射流间相互作用影响的近场沿短轴的强烈射流拍动运动与这些频率相对应。此外，预测的总声压级在实验测量的1-2 dB以内。然而，由于双射流相互作用模式的不规则变化，嘶啸声似乎呈间歇性。为提取嘶啸频率下的主导流动结构并识别双射流耦合模态，使用了谱 proper正交分解（SPOD）分析。SPOD分析恢复了嘶啸频率处的能量峰，相应的主导模态表明存在源自第五/第六激波胞的强上游辐射。对于两种过膨胀工况，主导模态在基频嘶啸频率处沿短轴呈现反对称耦合。相比之下，两射流在长轴方向上彼此对称，这与该方向上无射流拍动一致。此外，主导SPOD特征值至少比高阶特征值大两个数量级，表明双射流嘶啸存在降阶模型的潜力。
引用
@article{arxiv.2105.04820,
title = {Aeroacoustics of Twin Rectangular Jets Including Screech: Large-eddy Simulations with Experimental Validation},
author = {Jinah Jeun and Aatresh Karnam and Gao Jun Wu and Sanjiva K. Lele and Florian Baier and Ephraim J. Gutmark},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.04820},
year = {2022}
}